[01657879]双馈风力发电机组无速度传感器控制方法

①课题来源与背景 本课题为学校自选课题。 双馈风力发电机采用无速度传感器的矢量控制技术能够省去传感器和控制器之间电缆,大大提高了运行环境比较恶劣的风力发电系统的可靠性,也解决了高精度的位置传感器存在着价格昂贵、安装复杂、维护工作量大等缺陷问题。本发明要解决的技术问题是提供一种双馈风力发电机组无速度传感器控制方法,该方法所提出的控制技术算法较简,不仅可以降低发电机的成本、降低硬件的复杂性、对双馈电机的参数变化及负载扰动具有较强的鲁棒性,并且可靠性好,较易实施,具有较强的工程应用价值。 ②技术原理及性能指标 为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案： 变结构模型参考自适应辨识转速的主要思想是将定子电流测量值作为参考模型,定子电流可调模型由定子磁链及转子电流获得,利用两个模型输出量的叉积构成滑模面,通过滑模算法获得双馈风力发电机的转速,并进行积分运算进而获得转子电气角度,再利用这个估计的角度来修正可调模型的参数及参与双馈电机的矢量变换,使得受到随机与不确定性因素影响的实际系统的转速能够跟踪给定转速。 双馈风力发电机是一个非线性、强耦合、多变量的系统,为了简化分析,通常只考虑双馈风力发电机气隙基波磁场的作用,并忽略铁损和铁磁的非线性、绕组的集肤效应以及定转子绕组的温升。当双馈电机定、转子侧均采用电动机惯例,根据坐标变换关系,可得同步旋转dq坐标系下的双馈电机数学模型。 根据双馈风力发电机的数学模型,利用测量的定转子电压、电流可以推出其转子的转速和位置。因此,理论上双馈风力发电机可以实现无位置传感器的矢量控制。本发明即是根据该理论基础设计的一种无位置传感器的矢量控制方法。 ③技术的创造性与先进性 本发明所述的控制方法是将滑模控制与模型参考自适应控制进行有机的整合,选取双馈风力发电机的定子电流测量值作为参考模型,定子电流可调模型由定子磁链及转子电流获得,利用两模型输出的叉积构造了滑模面通过滑模算法获得转子位置和转速,实现双馈风力发电机的矢量控制策略。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 该方法所提出的控制技术算法较简,不仅可以降低发电机的成本、降低硬件的复杂性、对双馈电机的参数变化及负载扰动具有较强的鲁棒性,并且可靠性好,较易实施,具有较强的工程应用价值。