专利名称：一种双馈感应风力发电机自适应无源性控制方法
技术领域：
本发明涉及一种控制方法，特别涉及一种双馈感应风力发电机自适应无源性控制 方法。
背景技术：
随着风力发电技术的日趋成熟，采用双馈感应发电机(DFIG)实现变速恒频 (VSCF)控制的发电方式，以其优良的性能得以广泛应用。DFIG是一种典型的非线性、多变 量、强耦合系统，传统的矢量控制方法具有依赖系统参数的不足，且在负载变化时容易产生 电流畸变，风速变化的不确定性甚至会导致系统不稳定。为进一步提高DFIG调速的静、动态性能，增强抗干扰能力，近年来非线性控制理 论得到了广泛深入的研究并取得了显著的进步，成为DFIG控制理论研究的主导潮流。非线 性控制方法主要包括反馈线性化、反步法、无源性控制(PBC)等。其中，反馈线性化方法采用非线性反馈实现电机中非线性项的完全消除，再利用 线性控制理论设计控制器实现电机的跟踪控制，该方法实现了电机速度和磁通的完全解 耦，但需考虑奇异点问题，且需精确的系统参数，在实际工程应用中很受限制。反步法引进了虚拟控制，本质上是一种静态补偿思想，前一子系统通过后一子系 统的虚拟控制可实现镇定目的，但同样存在需要电机精确参数的不足，且需观测磁通，设计 方法复杂。PBC方法提出了全新的解决方案。无源性是一种跟系统输入输出相关联的重要性 质，即如果一个系统的能量总是小于或等于初始时刻系统所具有的能量与外部提供的能量 之和，则表明系统只从外部吸收能量，而系统本身并不产生能量，则称系统是无源的。电路 网络系统大多是无源的，机电系统的无源性是电路网络中无源性概念的推广。电机系统的 无源性控制就是通过状态反馈或输出反馈使得电机的闭环系统表现为一个无源性系统。从 电机的Euler-Lagrange方程的分析入手，将整个电机系统分解为电气和机械两个子系统， 使电气子系统严格无源化，将机械系统看作电气子系统的无源性干扰，根据无源性与稳定 性的关系，就能保证整个电机系统的全局稳定性。PBC方法简单有效，通过比较分析与实验 测试，证明了在交流电机的诸多控制方法中，如输入输出线性化、反步法、矢量控制等方法 中，PBC的控制性能是最好的。
发明内容
本发明是针对现在采用双馈感应发电机实现变速恒频控制方法存在系统控制不 稳定的问题，提出了 一种双馈感应风力发电机自适应无源性控制方法，以双馈感应风力发 电机(DFIG)为控制对象，采用先进的非线性控制方法，实现DFIG的高性能稳定控制。本发明的技术方案为一种双馈感应风力发电机自适应无源性控制方法，其特征 在于，变速恒频双馈风力发电系统的定子电流、转子转速系统数据送入测控系统dSPACE硬 件平台，dSPACE硬件平台包括负责生成逆变所需的PWM信号的DS2201处理板，负责采集三路电流信号的DS2201A/D接口板，采集转速信号的DS4002 FTOD接口板，dSPACE硬件平台 对数据处理后送到自适应无源控制器内进行自适应方法跟踪计算后，再将数据通过dSPACE 硬件平台转换后到驱动电路控制变速恒频双馈风力发电系统稳定。所述自适应无源控制器控制步骤包括如下假设定子电流和转子转速都可以准确测量，Rr和^皆时变未知，艮是转子电阻，yL 是负载转矩，设计控制变量、期望轨道、转子电阻估计器、负载转矩估计器和转子电流观测 器如下1)设计控制变量为
权利要求
1.一种双馈感应风力发电机自适应无源性控制方法，其特征在于，变速恒频双馈风力 发电系统的定子电流、转子转速系统数据送入测控系统dSPACE硬件平台，dSPACE硬件平台 包括负责生成逆变所需的PWM信号的DS2201处理板，负责采集三路电流信号的DS2201A/D 接口板，采集转速信号的DS4002FT0D接口板，dSPACE硬件平台对数据处理后送到自适应无 源控制器内进行自适应方法跟踪计算后，再将数据通过dSPACE硬件平台转换后到驱动电 路控制变速恒频双馈风力发电系统稳定。
2.根据权利要求1所述双馈感应风力发电机自适应无源性控制方法，其特征在于，所 述自适应无源控制器控制步骤包括如下假设定子电流和转子转速都可以准确测量，艮和^皆时变未知，艮是转子电阻，^是 负载转矩，设计控制变量、期望轨道、转子电阻估计器、负载转矩估计器和转子电流观测器 如下1)设计控制变量为
全文摘要
本发明涉及一种双馈感应风力发电机自适应无源性控制方法，变速恒频双馈风力发电系统的定子电流、转子转速系统数据送入测控系统dSPACE硬件平台，dSPACE硬件平台对数据处理后送到自适应无源控制器内进行自适应方法跟踪计算后，再将数据通过dSPACE硬件平台转换后到驱动电路控制变速恒频双馈风力发电系统改变状态。自适应控制实现了电机定转子参数的自估计，实现简单，鲁棒性强，具有较优的静、动态特性，可有效克服DFIG定转子电阻变化对PBC性能产生的不利影响，实现关于转子磁场的矢量控制和电磁转矩的渐近跟踪。
文档编号H02P21/14GK101997470SQ20101023929
公开日2011年3月30日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者徐兵, 李曼萍, 钱平 申请人:上海应用技术学院