采用内模控制理论的双馈感应风机鲁棒控制器设计.pdf

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1、第３７卷第１１期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ１１２０１６年１１月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＮｏｖ．２０１６采用内模控制理论的双馈感应风机鲁棒控制器设计１１２１１马晓阳，杨洪耕，曾果，尹青，袁林（１．四川大学电气信息学院成都６１００６５；２．国网江苏省无锡供电公司无锡２１４０００）摘要：针对工程中双馈感应电机转子电流控制器参数整定的问题，提出一种利用内模控制理论设计转子电流控制器的鲁棒控制方法。首先定义内模控制的灵敏度函数和互补灵敏度函数，并推导双

2、馈感应电机转子电流控制系统传递函数，建立了转子电流内环的内模数学模型。ＩＭＣ控制器的设计以平方积分误差值和鲁棒稳定Ｍ值为准则，并与传统比例积分控制器进行比较。通过对１．５ＭＷ双馈感应电机的ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ仿真表明，本文方法稳态跟踪精度高、动态响应快、对模型误差和外界干扰具有较好的鲁棒性。最后在１１ｋＷ的双馈风机实验平台上验证了所提方法的有效性。关键词：双馈感应发电机；内模控制；灵敏度函数；互补灵敏度函数中图分类号：ＴＭ７２ＴＨ３９文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４８０．５０Ｒｏ

3、ｂｕｓｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｅｓｉｇｎｏｆｄｏｕｂｌｙｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｗｉｎｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｂａｓｅｄｏｎＩＭＣｔｈｅｏｒｙ１１２１１ＭａＸｉａｏｙａｎｇ，ＹａｎｇＨｏｎｇｇｅｎｇ，ＺｅｎｇＧｕｏ，ＹｉｎＱｉｎｇ，ＹｕａｎＬｉｎ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６５，Ｃｈｉｎａ；２．ＷｕｘｉＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，ＪｉａｎｇｓｕＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅ

4、ｒＣｏｍｐａｎｙ，ＳｔａｔｅＧｒｉｄ，Ｗｕｘｉ２１４０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｔｕｎｉｎｇｏｆｒｏｔｏｒｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｆｄｏｕｂｌｙｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｇｅｎｅｒａｔｏｒｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ａｒｏｂｕｓｔｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇｒｏｔｏｒｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎＩｎｔｅｒＭｏｄｅｌＣｏｎｔｒｏｌ（ＩＭＣ）ｔｈｅｏｒｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｓ

5、ｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＩＭＣａｒｅｄｅｆｉｎｅｄ，ｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｔｏｒｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｄｏｕｂｌｙｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｇｅｎｅｒａｔｏｒｉｓｄｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒｍｏｄｅｌｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｒｏｔｏｒｃｕｒｒｅｎｔｉｎｎｅｒｌｏｏｐｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＴｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＩＭＣｃｏｎｔ

6、ｒｏｌｌｅｒｔａｋｅｓｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｉｎｔｅｇｒａｌｓｑｕａｒｅｅｒｒｏｒｖａｌｕｅａｎｄｔｈｅｒｏｂｕｓｔｓｔａｂｌｅＭｖａｌｕｅａｓｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉａ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．ＴｈｅＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎ１．５ＭＷｄｏｕｂｌｙｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｈａｓｈｉｇｈｓｔａｂｌｅｓｔａｔｅｔｒａｃ

7、ｋｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ，ｆａｓｔｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｇｏｏｄｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓａｇａｉｎｓｔｔｈｅｍｏｄｅｌｅｒｒｏｒａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄｏｎｔｈｅ１１ｋＷＤＦＩＧｔｅｓｔｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｏｕｂｌｙｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｉｎｔｅｒｍｏｄｅｌｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｃｏ

8、ｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎ交变流器与电网相连，相比于其他类型的风机，双馈感应１引言电机因其良好的柔性并网以及解耦控制特性，比传统的恒速恒频风力发电机更易操作、稳定运行，得到了大规模［４５］双馈感应发电机（ｄｏｕｂｌｙｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｇｅｎｅｒａｔｏｒ，广泛应用。ＤＦＩＧ）作为风电场主流机型，其单机容量和总装机容量目前，稳态下ＤＦＩＧ的多种矢量控制（ｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌ，［１３］［３５］在电网中所占比例迅速提高。截止２０１５年１２月，我ＶＣ）方