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双馈风力发电系统反推控制策略的研究

发布时间:2019-05-15 21:45
【摘要】:双馈风力发电系统所应用的双馈感应电机具有结构简单、发电效率高、安装简便等优点,除此之外,该种系统也具有一定的缺陷性,其本身具有非线性、强耦合特性加大了其控制器的设计难度,降低了系统高性能运行的可能性,在这种情况下,能够提高系统运行性能的简便控制算法应运而生。本文首先介绍了双馈感应电机在三相静止坐标系下的数学模型,为了更方便研究,需要进行坐标变换来简化其模型,建立该系统在两相同步旋转坐标系下的数学模型,再在此基础上进行矢量控制器的设计,所得仿真结果为论文的对比分析奠定了基础。为了改善矢量控制在对该系统进行控制时存在的缺陷,我们开始研究反推控制。反推控制通常从系统的控制目标开始进行控制器的设计,同时与李亚普诺夫稳定性理论结合使用,控制器既能保证系统的稳定性,又能实现系统的全局调节或跟踪,达到预期的性能指标。本文主要研究了基于直接功率的反推控制策略和基于矢量控制的反推控制策略,前者以功率跟踪为控制目标开始进行反推控制器的设计,后者以电流跟踪为控制目标开始进行反推控制器的设计。本论文在Matlab/Simulink平台上搭建了仿真模型来进行理论分析。仿真完成后,将由矢量控制器控制的双馈风力发电系统仿真波形与由反推控制器控制的双馈风力发电系统仿真波形进行对比,可以发现两种控制方式都能实现功率的解耦、跟踪控制,但是反推控制策略的仿真波形响应速度更快,且当参数发生变化后,反推控制策略的响应波形更稳定,对参数变化具有更强的鲁棒性。
[Abstract]:The doubly-fed induction motor used in doubly-fed wind power generation system has the advantages of simple structure, high power generation efficiency, simple installation and so on. In addition, this kind of system also has certain defects, and it itself has nonlinear. The strong coupling characteristics make the design of the controller more difficult and reduce the possibility of high performance operation of the system. In this case, a simple control algorithm which can improve the performance of the system emerges as the times require. In this paper, the mathematical model of doubly-fed induction motor in three-phase static coordinate system is introduced. In order to make it more convenient to study, coordinate transformation is needed to simplify the model, and the mathematical model of the system in two-phase synchronous rotating coordinate system is established. On this basis, the vector controller is designed, and the simulation results lay a foundation for the comparative analysis of the paper. In order to improve the defects of vector control in the control of the system, we began to study backstepping control. The backstepping control usually starts with the control target of the system and is used in combination with the Lianov stability theory. The controller can not only ensure the stability of the system, but also realize the global adjustment or tracking of the system. Meet the expected performance targets. In this paper, the backstepping control strategy based on direct power and the backstepping control strategy based on vector control are studied. The former takes power tracking as the control target to design the backstepping controller. The latter takes current tracking as the control target and begins to design the backstepping controller. In this paper, a simulation model is built on Matlab/Simulink platform to carry out theoretical analysis. After the simulation is completed, the simulation waveform of doubly-fed wind power generation system controlled by vector controller is compared with that of doubly-fed wind power generation system controlled by backstepping controller, and it can be found that both control methods can realize the decoupling of power. Tracking control, but the simulation waveform response speed of the backstepping control strategy is faster, and when the parameters change, the response waveform of the backstepping control strategy is more stable and more robust to the parameter change.
【学位授予单位】:北方民族大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP273;TM614

【参考文献】

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本文编号:2477787

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