双馈风力发电机功率解耦的非线性控制研究.pdf

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1、2662015，51（6）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用双馈风力发电机功率解耦的非线性控制研究李生民，王娜，常召锋，吴波LIShengmin,WANGNa,CHANGZhaofeng,WUBo西安理工大学自动化与信息工程学院，西安710048SchoolofAutomation&InformationEngineering,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,ChinaLIShengmin,WANGNa,CHANGZhaofeng,etal.Nonlinearcontrolofdoub

2、ly-fedwindgeneratorpowerdecou-pling.ComputerEngineeringandApplications,2015,51（6）：266-270.Abstract：Accordingtothepoordecouplingphenomenonandmotorparametersdependentproblemofdoubly-fedwindturbinecontrolledbythetraditionalvector,thispaperputsforwardnonlinearcontrolstrategybasedonslidingmodevaria

3、blestructurecontrolandfeedbacklinearizationcontrol.Thecontrolprincipleandtheadvantagesanddisadvantagesofthetwostrategiesareanalyzedindetails.UnderPSCADenvironment,thenonlinearcontrolstrategyisappliedtoDFIGvectorcontroltoestablishthesystemmodel.Simulationresultsshowthattheproposedstrategycanach

4、ievethemaximumpowerpointtracking,andactiveandreactivepowerdecouplingofdoubly-fedwindpowergenerationsystem.Comparativeanalysisofsimulationresultsprovesgooddecouplingeffect.Thesystembasedonslidingmodecontrolhasstrongerglobalrobust-nessthanthefeedbacklinearizationcontrolsystem.Thestudyestablishes

5、thefoundationforthecontrolsystemdesignandimplementationofthedoubly-fedgenerator．Keywords：doubly-fedinductiongenerator;nonlinearcontrol;slidingmodecontrol;feedbacklinearizationcontrol;decou-plingcontrol摘要：针对传统矢量控制双馈风力发电机动态解耦不佳现象及电机参数依赖性问题，提出基于滑模变结构控制和反馈线性化控制的非线性控制策略。分别对两种策略的控制原理和优缺点进行了详细分析。在PSC

6、AD环境中，将非线性控制策略应用于DFIG矢量控制中，建立其系统模型。仿真结果表明：提出的两种策略均能实现双馈风力发电系统最大功率点跟踪以及有功功率和无功功率解耦。对仿真结果进行对比分析，发现基于滑模变结构的系统有较好的解耦效果，较强的全局鲁棒性，控制效果优于反馈线性化控制，为双馈发电机励磁控制系统的设计奠定了理论基础。关键词：双馈电机；非线性控制；滑模控制；反馈线性化控制；解耦控制文献标志码：A中图分类号：TM614；TM76doi：10.3778/j.issn.1002-8331.1305-00191引言控制。控制器数据以风力发电系统的详细模型参数为[5]双馈电机兼有异步发电机

7、和同步发电机特性，调速基础，多源于电机参数的计算。双馈风力发电系统具范围宽、风能利用率高，可在亚同步、同步、超同步3种有很大的模型变化性和不稳定性，从而导致系统的控制[1]性能变差。文献[6]研究了双馈风力发电中的非线性因工况下向电网高效输出电能。双馈电机是一个非线性、强耦合的机电系统，而矢量控制是建立在近似线性素。指出磁场定向后的矢量控制虽然消除了定转子之化的模型之上，并不能描述双馈风力发电系统的非线性间的相互耦合，但转子绕组上仍然存在由状态变量和转本质，因而导致矢