[01191875]基于自适应控制策略的风力发电控制系统研究

本项目来源于河南省基础与前沿技术研究计划项目,项目编号为：132300413213。 本项目根据国内外风力发电的研究现状,在河南省基础与前沿技术研究计划项目“双馈感应风力发电机组直接转矩控制策略研究”的支持下,将模型预测控制与空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术相结合,提出了一种基于自适应模型预测控制的双馈风力发电机直接功率控制策略。从理论分析,仿真和实验研究三个方面对基于自适应控制策略的风力发电控制系统进行了深入研究。 本项目主要研究内容与先进性主要有： 1、提出了以定子电压定向的双馈感应电机同步旋转坐标系下的功率状态方程 本项目基于双馈感应电机定子电压进行定向,推导了基于d-q同步旋转坐标系的新型功率状态方程,与传统功率状态方程相比,状态方程中不再显含定子磁链,避免磁链观测带来的误差,而磁链观测的误差是影响电机控制性能的重要问题之一; 2、提出基于自适应模型预测控制的双馈感应电机直接功率控制方法 该方法以推导的离散化状态方程作为名义模型,通过设计自适应趋近轨迹和配置输出,将离散滑模控制的思想引入到模型预测控制。系统输出根据特定轨迹来趋近参考值,参考轨迹的设计可以兼顾系统输入受限和动态品质调整等问题;同时,系统输出也可以灵活设计,根据输出与系统状态变量的关系,既可以作为经典模型预测控制的输出也可以作为类似于离散滑模控制的滑模面,进而可以根据离散滑模控制方法进行极点配置,满足不同控制品质的要求。此方法与采用趋近率的离散滑模控制方法思路类似,但由于模型预测中采用了误差反馈机制,能够对内外部干扰进行补偿,减小模型对参数的依赖,克服了传统离散滑模控制在抗干扰时需要确定边界而造成抖振严重的缺点,同时,也解决了采用普通模型预测控制在目标值发生突变时前期延迟和后期超调的问题。 本项目的主要技术指标如下： 温度性能：耐温-25℃－85℃ 最大直流电压：380V 允许直流电压：150V～300V 最大直流电流：14A 额定电网电压：380V 额定输出功率：2000W 允许电网电压：330V～400V 额定电网频率：47.5Hz～50.5Hz 允许电网频率：47.5Hz～50.5Hz 功率因数：0.99。