浮子式波浪发电系统的转速滑模控制.pdf

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1、第28卷第11期电力系统及其自动化学报Vol-28No．112016年11月ProceedingsoftheCSU—EPSANOV．2O16浮子式波浪发电系统的转速滑模控制孟镇，梁浩。，白洋，曲国强，母锐。，方红伟(1．国网辽宁省电力有限公司锦州供电公司，锦州121000；2．天津大学电气与自动化工程学院，天津300072)摘要：针对浮子式波浪发电系统输人机械转矩波动对电机稳定运行的影响，以及浮子运动速度(电机转速)的快速调节对波浪能跟踪捕获的作用，提出一种基于滑模控制方法的机侧PWM变换器双闭环控制策略。在双闭环控制策略中，内环电流控制器采用PI控制，外环转速控制器采用滑模控制，

2、利用滑模控制方法的快速性和鲁棒性实现电机转速的快速稳定调节与跟踪。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。关键字：波浪发电；浮子式；转速控制；滑模控制；PWM变换器中图分类号：TM314文献标志码：A文章编号：1003—8930(2016)11-0130—05DOI：10．3969／j．issn．1003—8930．2016．11．022SpeedSliding—modeControlforWavePowerGenerationSystemofFloat-typeMENGZhen，LIANGHao，BAIYang，QUGuoqiang，MURui，FANGHongwei(1．State

3、GridJinzhouElectricPowerSupplyCompany，Jinzhou121000，China；2．SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Consideringtheinfluenceoffluctuantmechanicaltorqueonthestabilityofgeneratorinwavepowergenera—tionsystemoffloat—type，andthepositiveroleofrapidreg

4、ulationoffloatvelocity(generatorspeed)intrackingthecap—tureofwavepower，adualclosedloopcontrolforgenerator—sidepulsewidthmodulation(PWM)converterisproposedbasedonsliding—modecontro1．Inthissystem，proportion—integration(PI)controllersareadoptedintheinnerloopforcurrentcontro1．andasliding—modecontr

5、olleriSusedintheouterloopforspeedcontro1．Withitsrapidnessandrobust—nessofthesliding—modecontrol，theregulationandtrackingofgeneratorspeedarerealizedrapidlyandstably．Simula—tionresultsverifytheeffectivenessoftheproposedstrategy．Keywords：wavepowergeneration；float—type；speedcontrol；sliding—modecon

6、trol；PWMconverter波浪能作为绿色可再生能源的一种，具有无污条件，发电机通过全功率PWM变换器同电网相染、储量大、分布广和能源密度大等优点。经过几连。该结构具有水下机构少、可移动性强、波能转十年的发展和积累，现有的波浪能发电技术正在向换效率高等优点，适合用于波浪能的开发利用。着大规模开发利用和独立稳定发电的方向发展lJI。由微幅波理论和F—K假设法可知，假定入射波各国学者对波浪发电技术的研究主要集中于波能浪按正弦规律运动，那么圆柱形浮子所受的波浪压转换装置的水动力学分析、发电装置的优化设计]力可近似表示为一个与波浪运动相同频率和相位以及发电系统的控制策略研究。对于目前

7、世界上的正弦函数嘲。波浪压力的波动性会使波能转换装已经开发出的波浪能发电装置，按其波能利用方式置输出的机械转矩也随之波动，而电机转速与机械的不同，可以分为聚波水库式、振荡水柱式(空气转矩、电磁转矩和系统转动惯量等因素有关，机械式)、鸭式和点吸式(浮子式)等。本文采用的浮子转矩的剧烈变化将会对电机转速产生较大影响，如式永磁同步波浪发电系统属于点吸式的一种，其原果不加以稳定控制会对发电机的机械强度和使用理是利用浮子在波浪作用下的上下运动带动齿轮寿命产生不利影响。此外，同风