基于PSCAD平台的双馈风力发电机电流滑模变结构观测策略
本文关键词:基于PSCAD平台的双馈风力发电机电流滑模变结构观测策略 出处:《广东工业大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:与陆地风力发电相比,海上风力发电风速高、湍流强度小、风速风向稳定,且不占用土地,受环境制约少,发展潜力更大,也是风电行业发展的又一重要领域。但海上作业困难,直接导致海上风电系统的维修成本大幅上升,而且因为天气和海洋环境的制约,风电系统故障后难以得到及时修复,减少有效发电时间。研究风电系统在传感器故障下的状态观测与重构控制策略,实现其在传感器故障期间的不间断运行,有利于提高系统可靠性、降低维护成本和增加有效发电时间。针对现有双馈型风电系统状态观测器设计的不足之处,引入滑模变结构控制理论,研究参数鲁棒性强、动态响应速度快的电流观测策略。通过分析同步坐标系下双馈风力发电机数学模型,进行电机状态方程变换,选取定子电流为状态向量;通过控制定子电流估计值偏差,设计滑模控制器,跟踪定子电流;系统进入滑动模态后,通过低通滤波器滤波,去除控制器输出信号中的高频失真信号,获得转子电流观测值。同样,也可通过控制转子电流估计值收敛于真实值,实现定子电流观测。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建了双馈电机矢量控制系统模型,转子侧变换器运用定子磁链定向矢量控制技术,网侧变换器采用电网电压定向矢量控制技术,以此验证观测策略的有效性,并将观测器的输出反馈接入控制系统实现双馈型风电系统的重构控制。仿真结果表明,所设计观测器估算方法能够快速跟踪电机电流变化,并可在一定程度上抑制参数误差对电流观测精度的影响,在电流传感器故障下能实现风电系统的重构控制,算法简单、易实现、鲁棒性强。
[Abstract]:Compared with the onshore wind power, offshore wind power high wind speed, turbulence intensity, wind speed and direction stability, and does not occupy the land, by the environment, the greater the potential for development, but also the wind power industry development is another important field. But the offshore operation difficulties, led directly to the maintenance cost of offshore wind power system increased sharply, and because the constraints of weather and ocean environment, wind power system fault is difficult to be repaired in a timely manner, effectively reduce the generation time. The study of wind power system in the sensor fault condition observation and reconfiguration control strategy, realize the uninterrupted operation during the sensor fault, improve system reliability, reduce maintenance costs and increase the effective power time. In view of the existing double fed wind power system state observer design deficiencies, the sliding mode variable structure control theory, study the strong robustness of the parameters, the dynamic response speed of the power Flow observation strategy. Through mathematical analysis model of doubly fed wind power generator synchronous coordinates, motor state equation transformation, select the stator current as state vector; through controlling the stator current estimation deviation, design sliding mode controller in tracking the stator current; the system into sliding mode, through the low pass filter, removing the high frequency output signal of the controller the signal distortion, obtain the rotor current observations. Also, can also be through the control of the rotor current estimates converge to the true value, the stator current is observed. Based on the PSCAD/EMTDC simulation platform, build a system control model of double fed motor, the rotor side converter using the stator flux oriented vector control technology, grid side converter with grid voltage oriented vector control technology, in order to verify the effectiveness of the observing strategy, and feedback system to achieve the access control of doubly fed observer output The reconstruction of wind power control system. The simulation results show that the designed observer estimation method can quickly track the changes of motor current, and can inhibit the parameter error in a certain extent influence on the current observation precision, can realize the reconstruction of wind power control system, in the current sensor fault algorithm is simple, easy to implement, and strong robustness.
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM315
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,本文编号:1369845
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