專利名稱：一種雙饋感應風力發(fā)電機自適應無源性控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種控制方法，特別涉及一種雙饋感應風力發(fā)電機自適應無源性控制 方法。
背景技術：
隨著風力發(fā)電技術的日趨成熟，采用雙饋感應發(fā)電機(DFIG)實現(xiàn)變速恒頻 (VSCF)控制的發(fā)電方式，以其優(yōu)良的性能得以廣泛應用。DFIG是一種典型的非線性、多變 量、強耦合系統(tǒng)，傳統(tǒng)的矢量控制方法具有依賴系統(tǒng)參數(shù)的不足，且在負載變化時容易產(chǎn)生 電流畸變，風速變化的不確定性甚至會導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。為進一步提高DFIG調(diào)速的靜、動態(tài)性能，增強抗干擾能力，近年來非線性控制理 論得到了廣泛深入的研究并取得了顯著的進步，成為DFIG控制理論研究的主導潮流。非線 性控制方法主要包括反饋線性化、反步法、無源性控制(PBC)等。其中，反饋線性化方法采用非線性反饋實現(xiàn)電機中非線性項的完全消除，再利用 線性控制理論設計控制器實現(xiàn)電機的跟蹤控制，該方法實現(xiàn)了電機速度和磁通的完全解 耦，但需考慮奇異點問題，且需精確的系統(tǒng)參數(shù)，在實際工程應用中很受限制。反步法引進了虛擬控制，本質(zhì)上是一種靜態(tài)補償思想，前一子系統(tǒng)通過后一子系 統(tǒng)的虛擬控制可實現(xiàn)鎮(zhèn)定目的，但同樣存在需要電機精確參數(shù)的不足，且需觀測磁通，設計 方法復雜。PBC方法提出了全新的解決方案。無源性是一種跟系統(tǒng)輸入輸出相關聯(lián)的重要性 質(zhì)，即如果一個系統(tǒng)的能量總是小于或等于初始時刻系統(tǒng)所具有的能量與外部提供的能量 之和，則表明系統(tǒng)只從外部吸收能量，而系統(tǒng)本身并不產(chǎn)生能量，則稱系統(tǒng)是無源的。電路 網(wǎng)絡系統(tǒng)大多是無源的，機電系統(tǒng)的無源性是電路網(wǎng)絡中無源性概念的推廣。電機系統(tǒng)的 無源性控制就是通過狀態(tài)反饋或輸出反饋使得電機的閉環(huán)系統(tǒng)表現(xiàn)為一個無源性系統(tǒng)。從 電機的Euler-Lagrange方程的分析入手，將整個電機系統(tǒng)分解為電氣和機械兩個子系統(tǒng)， 使電氣子系統(tǒng)嚴格無源化，將機械系統(tǒng)看作電氣子系統(tǒng)的無源性干擾，根據(jù)無源性與穩(wěn)定 性的關系，就能保證整個電機系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性。PBC方法簡單有效，通過比較分析與實驗 測試，證明了在交流電機的諸多控制方法中，如輸入輸出線性化、反步法、矢量控制等方法 中，PBC的控制性能是最好的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)在采用雙饋感應發(fā)電機實現(xiàn)變速恒頻控制方法存在系統(tǒng)控制不 穩(wěn)定的問題，提出了 一種雙饋感應風力發(fā)電機自適應無源性控制方法，以雙饋感應風力發(fā) 電機(DFIG)為控制對象，采用先進的非線性控制方法，實現(xiàn)DFIG的高性能穩(wěn)定控制。本發(fā)明的技術方案為一種雙饋感應風力發(fā)電機自適應無源性控制方法，其特征 在于，變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的定子電流、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速系統(tǒng)數(shù)據(jù)送入測控系統(tǒng)dSPACE硬 件平臺，dSPACE硬件平臺包括負責生成逆變所需的PWM信號的DS2201處理板，負責采集三路電流信號的DS2201A/D接口板，采集轉(zhuǎn)速信號的DS4002 FTOD接口板，dSPACE硬件平臺 對數(shù)據(jù)處理后送到自適應無源控制器內(nèi)進行自適應方法跟蹤計算后，再將數(shù)據(jù)通過dSPACE 硬件平臺轉(zhuǎn)換后到驅(qū)動電路控制變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定。所述自適應無源控制器控制步驟包括如下假設定子電流和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速都可以準確測量，Rr和^皆時變未知，艮是轉(zhuǎn)子電阻，yL 是負載轉(zhuǎn)矩，設計控制變量、期望軌道、轉(zhuǎn)子電阻估計器、負載轉(zhuǎn)矩估計器和轉(zhuǎn)子電流觀測 器如下1)設計控制變量為
權(quán)利要求
1.一種雙饋感應風力發(fā)電機自適應無源性控制方法，其特征在于，變速恒頻雙饋風力 發(fā)電系統(tǒng)的定子電流、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速系統(tǒng)數(shù)據(jù)送入測控系統(tǒng)dSPACE硬件平臺，dSPACE硬件平臺 包括負責生成逆變所需的PWM信號的DS2201處理板，負責采集三路電流信號的DS2201A/D 接口板，采集轉(zhuǎn)速信號的DS4002FT0D接口板，dSPACE硬件平臺對數(shù)據(jù)處理后送到自適應無 源控制器內(nèi)進行自適應方法跟蹤計算后，再將數(shù)據(jù)通過dSPACE硬件平臺轉(zhuǎn)換后到驅(qū)動電 路控制變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙饋感應風力發(fā)電機自適應無源性控制方法，其特征在于，所 述自適應無源控制器控制步驟包括如下假設定子電流和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速都可以準確測量，艮和^皆時變未知，艮是轉(zhuǎn)子電阻，^是 負載轉(zhuǎn)矩，設計控制變量、期望軌道、轉(zhuǎn)子電阻估計器、負載轉(zhuǎn)矩估計器和轉(zhuǎn)子電流觀測器 如下1)設計控制變量為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙饋感應風力發(fā)電機自適應無源性控制方法，變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的定子電流、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速系統(tǒng)數(shù)據(jù)送入測控系統(tǒng)dSPACE硬件平臺，dSPACE硬件平臺對數(shù)據(jù)處理后送到自適應無源控制器內(nèi)進行自適應方法跟蹤計算后，再將數(shù)據(jù)通過dSPACE硬件平臺轉(zhuǎn)換后到驅(qū)動電路控制變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)改變狀態(tài)。自適應控制實現(xiàn)了電機定轉(zhuǎn)子參數(shù)的自估計，實現(xiàn)簡單，魯棒性強，具有較優(yōu)的靜、動態(tài)特性，可有效克服DFIG定轉(zhuǎn)子電阻變化對PBC性能產(chǎn)生的不利影響，實現(xiàn)關于轉(zhuǎn)子磁場的矢量控制和電磁轉(zhuǎn)矩的漸近跟蹤。
文檔編號H02P21/14GK101997470SQ20101023929
公開日2011年3月30日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者徐兵, 李曼萍, 錢平 申請人:上海應用技術學院