小型风力发电系统的抗干扰复合预测控制研究

发布时间：2020-04-26 18:01

【摘要】：风能作为一种清洁无污染的资源,储量巨大且可再生,已成为了当前新能源发电研究的主要方向之一。我国国土广袤、幅员辽阔,蕴藏了非常丰富的风能资源,小型风力发电系统所需资金成本较小,易于安装,将其作为电网供电的补充以供日常生产生活所用是缓解部分地区能源短缺问题,减轻燃煤电厂引起的环境污染问题的有效方法。因此,研究运行可靠的小型风力发电系统并将其推广到广大农村地区家庭使用,具有非常重要的现实意义。风力发电系统作为一个非线性、强耦合、多变量的复杂系统,由于风能的随机性、时变性、不可控等特点,很难获得系统的准确模型。另外,由于系统运行环境往往较为恶劣,环境因素引起的各方面扰动也是风力发电系统难以控制的一个方面,为了解决风力发电系统存在的受扰问题,提高风力发电系统的发电效率,本文以最大功率跟踪控制为目标,研究基于模型预测控制(MPC)与干扰观测技术(DOB)的复合抗干扰控制方法,以提高系统的抗干扰能力,主要研究内容有:1、作为永磁同步风力发电系统控制策略的前期验证,研究并设计了 Buck型DC-DC变换器的复合抗干扰控制算法,MATLAB/Simulink仿真结果表明该方法能够有效抑制扰动,提高控制效果。2、分析了永磁同步发电机(PMSG)的数学模型,研究了矢量控制策略(FOC),电压空间矢量调制原理(SVPWM)。在MATLAB/Simulink环境下对永磁同步发电机调速系统进行了仿真验证。3、结合模型预测控制的基本原理和特点,分析了永磁同步发电机的预测模型,设计了永磁同步发电机的模型预测控制器并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真验证。4、针对风力发电系统干扰源众多的情况,将参数摄动,风速的变化视作集总扰动,通过干扰观测器(DO)对系统的总干扰进行估计,并通过前馈补偿的形式消除干扰的影响。仿真结果验证了干扰观测技术的有效性。5、在仿真验证的基础上设计了永磁同步风力发电实验平台,并初步验证了该实验平台的有效性。
【图文】：

逦周嘉炜小型风力发电系统的抗干扰复合预测控制研究第二章小型风力发电系统的结构与建模逡逑２．１小型风力发电系统的结构逡逑国内现有的小型风力发电机主要是指２０１ｃＷ及以下功率等级的发电机。小型风力系统可以由风力发电机单独提供发电能源，也可以和光伏系统组合成混合型的风电系前者不需要额外的光伏系统，使用大容量的蓄电池或者备用发电机来保证风速低或无的电力供应。后者在无风或低风速时可以用光伏系统发电来保证能源供应。逡逑２．１．１＇风力发电系统的拓扑结构逡逑传统的并网型直驱式永磁同步发电系统主要采用的功率拓扑包括四种结构［２４＿２９］：逡逑１、机侧不控整流，网侧ＰＷＭ逆变；逡逑Ａ逦逦逦逡逑

逦周嘉炜小型风力发电系统的抗干扰复合预测控制研究第二章小型风力发电系统的结构与建模逡逑２．１小型风力发电系统的结构逡逑国内现有的小型风力发电机主要是指２０１ｃＷ及以下功率等级的发电机。小型风力系统可以由风力发电机单独提供发电能源，也可以和光伏系统组合成混合型的风电系前者不需要额外的光伏系统，使用大容量的蓄电池或者备用发电机来保证风速低或无的电力供应。后者在无风或低风速时可以用光伏系统发电来保证能源供应。逡逑２．１．１＇风力发电系统的拓扑结构逡逑传统的并网型直驱式永磁同步发电系统主要采用的功率拓扑包括四种结构［２４＿２９］：逡逑１、机侧不控整流，网侧ＰＷＭ逆变；逡逑Ａ逦逦逦逡逑
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM614

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本文编号：2641748