双馈风力发电系统反推控制策略的研究
Backstepping Control Strategy Research of Doubly-fed Wind Power Generation System
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.
- 作者：
- 彭飘飘
- 学位授予单位：
- 北方民族大学
- 专业名称：
- 电路与系统
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 王君瑞
- 中图分类号：
- TP273；TM614
- 关键词：
- 双馈感应电机；矢量控制；反推控制；稳定性；鲁棒性
- Doubly fed induction motor； vector control； back-stepping control； stability； robustness