直驱永磁同步风力发电机控制系统传感器故障估计与补偿

发布时间：2024-03-09 07:55

　　面对日益加剧的能源安全和环境污染问题,风能以永续利用、可再生和零排放等特点,近年来在新能源发电的占比快速增加。其中,永磁直驱风电机组以高效率转换、全功率可控和无齿轮传动等优势,装机容量和装机规模稳步增长。然而,风能资源间歇特性、高功率密度和复杂电磁干扰导致控制系统设备和器件高故障率。根据风力发电厂运行统计数据,直驱风电机组中控制系统故障率和故障停机率均高于其他设备如风力机等。传感器故障是永磁同步风力发电控制系统的常见故障,其导致测量输出与系统真实状态出现偏差,并通过控制回路将故障引入控制器。在控制回路传播过程中,传感器故障因反馈控制被消除部分跟踪误差,故障特征微弱;传感器故障在回路传播导致系统产生复合故障、乃至引发二次故障,轻则引发波形畸变降低电能质量,重则导致机组骤然脱网,危及电网运行安全和稳定。因此,研究永磁同步电机控制系统传感器故障诊断、定位和容错控制方法,对保证风电机组持续稳定运行具有重要意义。鉴于传感器故障在控制回路的传播特性,本文研究基于故障估计的多传感故障诊断与容错补偿方法。综合利用控制系统输入和测量输出,消除控制器输出对观测器中故障检测残差和故障估计的影响,解决传感器故...

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.12012年至2017年中国新增和累计风电装机容量（数据来源：中国风能协会）

1绪论11绪论1.1课题研究背景和意义能源是经济发展的重要物质基础，随着全球经济的快速发展，化石能源枯竭的窘境愈发显著。自工业化以来，长期的化石能源利用带来了严峻的环境污染和能源安全问题。可再生能源以其永续利用、清洁、零排放特点在全球范围内已经实现规模化发展[1-2]。风能作为一....

图1.22012年至2017年全球新增和累计风电装机容量（数据来源：WWEA）

1绪论11绪论1.1课题研究背景和意义能源是经济发展的重要物质基础，随着全球经济的快速发展，化石能源枯竭的窘境愈发显著。自工业化以来，长期的化石能源利用带来了严峻的环境污染和能源安全问题。可再生能源以其永续利用、清洁、零排放特点在全球范围内已经实现规模化发展[1-2]。风能作为一....

图2.2风机在各风速和转速下功率输出曲线

2PMSG控制系统建模与传感器故障分析21()52134736,111iapiiaCaaaeaaλλββλλλββ==++(2.5)式中17a,,a为与风机的机型相关的参数。根据公式(2.5)可知，当叶尖速比λ不变时，(,)pCλβ随桨距角β增大而减校当风机桨距角随风速变化时，存....

图2.6永磁同步电机d轴电流控制传递函数框图

重庆大学博士学位论文34***ddqqrriiiiωω→→→(2.59)式中上标“*”表示参考值，di和qi为永磁发电机dq轴电流，rω是发电机转子转速。图2.6为直驱永磁同步发电机矢量控制框图，分为最大功率跟踪、转速外环和电流内环三个控制模块构成双闭环控制结构。由式(2.14)....

本文编号：3923145