基于mras多相永磁直驱型风力发电系统无速度传感器控制策略研究

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1、第42卷第23期电力系统保护与控制Vl01．42NO．232014年12月1日PowerSystemProtectionandControlDec．1，2014基于MRAS的多相永磁直驱型风力发电系统无速度传感器控制策略研究胡维昊，王跃，李明炬，李明，王兆安(西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049)摘要：对采用多相永磁同步发电机的大功率直驱型变速恒频风力发电系统进行了研究。系统采用六相永磁同步发电机和多重化的Ac—Dc—Ac变换器，以减少每个电机绕组中的电流和每个电力电子变换器中的电流。研究了一种基于模

2、型参考自适应(ModelReferenceAdaptiveSystem，MRAS)的六相永磁同步发电机无速度传感器控制策略。该策略将永磁同步发电机本身作为参考模型，将发电机的电流模型作为可调模型，设计了自适应律同时辨识永磁同步发电机的转速和转子位置。还研究了基于变步长爬山法的最大功率跟踪(MaximumPowerPointTracking，MPPT)控制策略，该策略具有动态功率跟踪速度快和稳态时速度平稳的优点。实验结果表明，上述控制策略在负载突变和转速突变时均能准确地检测到发电机的转速和转子位置；在风速变化时能

3、准确地跟踪最大功率。关键词：风力发电；模型参考自适应系统；多相永磁同步发电机；无速度传感器控制Researchonsensorlesscontrolstrategyofdirectdrivemulti-phasePMSGwindpowergenerationsystembasedonMRASHUWei-hao，WANGYue，LIMing—xuan，LIMing，WANGZhao-an(SchoolofElectricalEngineering，Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an7100

4、49，China)Abstract：Ahighpowerdirectdrivevariable—speedconstant一~equencywindenergyconversionsystembasedonmulti—phasepermanentmagnetsynchronousgenerator(PMSG)isresearched．Inordertoreducethecurrentofeachwindingandeachpowerelectronicsconverter,six-phasePMSGandmul

5、tipleAC-DC-ACconvertersareused．Asensorlesscontrolstrategyofsix-phasePMSGbasedonmodelreferenceadaptivesystem(MRAS)isresearched．Inthisstrategy,thePMSGisregardedasreferencemodelwhilethecurrentmodelofPMSGisconsideredasadjustablemode1．TheadaptivelawsaredesignedSO

6、thatgeneratorspeedandrotorpositionareestimatedatthesanletime．Maximumpowerpointtracking(MPPT)controlstrategybasedonstep-changingclimbingmethodisalsoresearched．Thismethodhasafastdynamicresponseandagoodsteadystate．Experimentalresultsprovethattheproposedmethodis

7、capableofpreciselyestimatingthegeneratorspeedandrotorpositionundertheconditionofloadchangeandspeedchange．Whenthewindspeedischanging，theproposedmethodCanalsotrackthemaximumpowerpoint．ThisworkissupportedbyNationalHigh-techR&DProgramofChina(863Program)(No．2012A

8、A050206)．Keywords：windpower；MRAS；multi-phasePMSG：sensorlesscontrol中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1674—3415(2014)23-0118-07已经受到世界各国的高度重视[1-2]。变速恒频风力发0引言电机组可以根据实际工况变速运行，不但提高了能常规能源以煤、石油、天然气为主，它们不仅量的转换效率，还能