基于滑模变结构的双馈风力发电机直接功率控制策略研究

针对传统矢量控制对双馈风力发电机参数的依赖性和传统直接功率控制策略的开关频率不固定问题,提出基于滑模变结构的双馈风力发电机直接功率控制策略,把滑模变结构控制和电压空间矢量脉宽调制技术相结合,并用转子电压直接控制双馈电机的有功功率和无功功率。在PSCAD仿真环境下搭建了其系统模型,实现了双馈风力发电系统最大功率点跟踪以及有功功率和无功功率的解耦控制。系统结果表明：该控制策略具有较好的参数鲁棒性和输出电能质量,验证了该直接功率控制策略的有效性和可行性。     

双馈风力发电机滑模变结构直接功率控制

与矢量控制相比,直接功率控制(DPC)应用于双馈风力发电系统能简化控制结构,提高系统动态性能。提出将一种变指数趋近律滑模变结构控制策略用于双馈风力发电机直接功率控制中,并通过引入空间矢量调制技术使DPC的开关频率保持恒定。该策略采用滑模控制直接计算所需的转子控制电压以消除瞬时有功、无功功率误差。仿真及实验结果表明,滑模直接功率控制系统的动、静态性能优良。     

PWM变流器滑模变结构直接功率控制策略研究

在此研究了一种基于滑模变结构控制理论的三相PWM变流器直接功率控制方案,它利用滑模变结构控制系统具有良好的鲁棒性和动态响应性能等优点,克服了传统上PI控制算法的直接功率控制(DPC)系统抗扰能力差,参数整定复杂的缺点。在Matlab/Simulink环境中建立仿真模型,并做了相应的实验验证,仿真和实验结果一致,表明文中给出的控制策略是有效的。     

双馈风力发电机有功功率和无功功率的滑模解耦控制

发电机有功功率、无功功率的解耦控制是变速恒频双馈风力发电系统的关键技术。分析了双馈异步发电机的动态数学模型,基于定子磁场定向的矢量控制方案,结合滑模控制与比例积分控制,得到一种有效的双馈风力发电机功率解耦控制策略。应用李雅普诺夫稳定性理论研究系统稳定性,建立了MATLAB/Simulink环境下系统的仿真模型。仿真结果表明,该控制方法能够很好地实现双馈发电机有功功率、无功功率的解耦控制,验证了该控制策略及变速恒频双馈风力发电机系统建模的正确性和有效性。     

基于分数阶滑模的风力发电机直接功率控制

为了改善双馈风力发电系统的控制性能,将分数阶滑模控制应用于双馈风力发电机的直接功率控制系统中。将分数阶微积分引入到滑模控制中,构成分数阶滑模控制器,利用分数阶的遗传衰减特性削弱滑模控制的抖振。推导了应用于双馈风力发电系统的分数阶滑模控制律,并用李雅普诺夫稳定性定理证明了系统的稳定性。所提出的分数阶滑模控制系统省略了电流环控制,简化了控制结构,实现了有功功率和无功功率的有效控制。仿真与试验结果显示出所用分数阶滑模控制策略的有效性,同时表明该系统削弱了传统滑模控制中存在的抖振。     

基于变结构控制的双馈异步发电机励磁控制策略研究

根据双馈异步发电机的运行特点,采用定子磁链定向的矢量控制技术,结合滑模变结构控制技术,提出了一种新的转子励磁控制策略。利用Matlab软件建立了双馈异步发电机的仿真模型,对有功无功功率的解耦进行了仿真研究,仿真结果表明,该控制策略能够实现双馈发电机有功功率、无功功率的独立解耦控制。     

双馈风电机组的非线性变结构功率解耦控制

双馈异步电机的传统矢量控制中,其转子侧的反电动势引起的电压交叉耦合补偿项会使控制器无法实现对系统有功无功的完全解耦控制,且传统矢量控制过于依赖电机参数,导致其控制性能对电机参数变动和外界扰动比较敏感。为此,采用精确线性化理论的解耦控制方法,以更准确地反映双馈异步电机的时变强耦合的高阶非线性系统特性;又考虑到双馈异步风力发电机组运行于风速不可控且随机性较强的环境中,而传统PI控制器的调节过程相对滞后且超调量较大,影响动态响应特性,所以采用动态响应特性较好且对外界干扰和参数摄动具鲁棒性的滑模变结构控制理论来设计控制器。仿真结果表明,所提解耦控制方法可以实现定子有功无功的完全解耦和鲁棒控制,且控制器有良好的动态调节性能。     

滑模控制在双馈风力发电机功率解耦控制中的应用

双馈风力发电机（DFIG）并网后的功率解耦控制是实现最大风能追踪的关键。针对DFIG的功率解耦控制进行研究,将滑模控制（SMC）与比例积分（PI）控制相结合,得到一种新的双馈风力发电机功率解耦控制策略。控制系统包括PI功率控制环节和滑模电流控制环节。该策略解决了传统的双闭环串级PI控制参数很难整定的问题,同时也提高了整个系统的动态响应和鲁棒性。用PSCAD仿真软件对DFIG并网后的功率解耦控制进行相应的仿真研究,验证该控制策略的正确性。     

不平衡电网电压下基于滑模变结构控制的双馈风电系统转子侧变流器控制策略

在两相静止坐标系下,建立了基于功率控制的双馈电机统一的数学模型,该模型在平衡和不平衡电网电压条件下均适用。采用基于滑模变结构的直接功率控制方法实现了对双馈风电系统转子侧变流器的控制,该方法控制结构简单,动态响应快,鲁棒性强。在不平衡电网电压条件下,提出了一种新型的功率优化补偿控制策略。该控制策略可直接对转子侧变换器的功率给定进行补偿,无需对定、转子电流进行正、负序分解,简化了系统控制结构;更重要的是其能有效降低定子电流扰动对功率补偿量的影响,系统鲁棒性得到明显提高。仿真和实验结果均证明了该控制策略的正确性和有效性。     

计及转子变换器控制策略的双馈风力发电机转子绕组故障诊断

双馈风力发电机转子绕组的状态监测与故障诊断技术能够及时发现并诊断转子绕组故障,有效地降低风电场的运行和维护费用。通过仿真分析发现转子变换器不同控制策略对故障特征信号提取的影响,建立实验平台,并通过分析实验数据验证其正确性。首先,利用PSCAD软件建立双馈风力发电机转子绕组故障模型,其中转子变换器分别采用SVPWM矢量控制和滞环电流矢量控制,通过仿真分析,得出特征信号转子电压和转子电流进行诊断的适用范围;然后在动模实验室建立转子绕组故障诊断实验平台,考虑发电机变速及交变载荷的实际工况。最后,通过对特征信号进行频谱分析验证转子变换器控制策略对其的影响。     

基于滑模变结构控制的Vienna整流器直接功率控制策略

由于三相Vienna整流器是非线性系统,采用传统线性控制难以达到良好的控制效果,为此根据整流器的非线性数学模型,提出了一种基于滑模变结构的功率环和电压环的双闭环非线性控制策略.详细论述了所提控制策略原理和设计过程,包括建立系统滑模变结构模型、选择滑模面和给出滑动模态可达到条件等.分析、仿真和试验了控制策略,仿真及试验结果表明了算法的有效性和可行性.     

基于直接功率控制双馈风电系统最大功率点跟踪

针对风电系统在最大功率点跟踪(MPPT)阶段对系统动态响应的要求,在双馈感应发电机(DFIG)中提出了一种基于直接功率控制(DPC)的MPPT控制策略。该控制策略可在两相静止坐标系下实现,无需锁相和旋转坐标变换,简化了系统控制结构;采用基于滑模控制(SMC)的DPC方法,具有动态响应快、鲁棒性强的优点。仿真和实验均表明了该控制策略的正确性和有效性。     

永磁直驱风力发电机滑模变结构直接功率控制

对永磁直驱风力发电机变流器脉宽调制策略及机侧控制模式进行了分析。提出滑模变结构永磁直驱风力发电机直接功率控制,结合风能最大功率跟踪控制策略定叶尖速比法和机组恒定气隙磁链控制设计滑模变结构直接功率控制器,其机侧脉宽调制开关频率恒定、无需同步旋转坐标变换及机端电压相位信息,能有效减小机侧变流器容量且控制结构简单,动态性能优良。仿真研究验证了所提理论分析方法和控制策略的正确性和有效性。     

双馈感应发电机的直接功率控制策略

建立了单机与无穷大系统相连的双馈感应发电机(DFIG)数学模型,并以定子电压综合矢量恒定为控制约束,提出了一种双馈感应发电机的励磁控制策略。该控制策略仅需测量定子侧电压、电流信号,简化了控制系统。利用该策略对并网双馈感应发电机有功、无功稳态调节特性及机端三相对地突然短路的过渡过程进行了仿真研究。结果表明,该方法能够实现有功和无功的独立控制,且具有良好的动态性能。     

双馈电机系统滑模变结构反演控制的研究

应用滑模变结构理论和反演控制方法设计了双馈感应电机的非线性控制器.该控制器结合反演法的动、静特性优良和滑模变结构控制鲁棒性强的优点,可以良好地实现电机转速的跟踪控制.针对电机转矩给定控制,提出了一种复合控制算法,有效地提高了系统动态性能和静态精度.对于所提出的控制策略予以详细推导,并在Matlab/simulink环境下进行了仿真试验.仿真结果表明,该控制策略能够实现双馈电机转速的有效跟踪,系统具有良好的动、静态性能和较强的鲁棒性.     

双馈风力发电机空载并网控制策略研究

采用传统的PI控制、模糊控制以及积分型变结构控制（IVSC）分别与矢量控制相结合,对双馈风力发电机空载并网控制,即并网前的空载运行、并网时的过渡过程做了仿真实验。在IVSC与矢量控制相结合的控制策略中,将饱和函数加入到切换控制,使系统在边界层内产生准滑模运动,有效地抑制了转子电流的抖振。通过比较,积分型变结构控制（IVSC）分别与矢量控制相结合的控制策略能使系统在全局范围动态性能最佳。     

双馈风力发电机空载并网控制策略研究

采用传统的PI控制、模糊控制以及积分型变结构控制(IVSC)分别与矢量控制相结合,对双馈风力发电机空载并网控制,即并网前的空载运行、并网时的过渡过程做了仿真实验.在IVSC与矢量控制相结合的控制策略中,将饱和函数加入到切换控制,使系统在边界层内产生准滑模运动,有效地抑制了转子电流的抖振.通过比较,积分型变结构控制(IVSC)分别与矢量控制相结合的控制策略能使系统在全局范围动态性能最佳.     

基于超螺旋二阶滑模的双馈风力发电机控制策略

传统双馈风力发电机(DFIG)控制存在抖振现象,容易造成系统的不稳定。为了减轻控制抖振现象,提高控制的稳定性,在分析了DFIG动态特性的基础上,建立了DFIG的数学模型,设计了超螺旋二阶滑模控制器,并研究了突变风的情况下滑模控制器的控制性能。通过MATLAB/Simulink工具进行了仿真验证。仿真结果证明:滑模控制器具有良好的最优转矩跟踪能力和无功调节能力,与一般的控制方法相比鲁棒性较强,转子控制电压连续,控制产生的抖振可以大幅减轻,系统的稳定性大大提升。     

双馈风力发电机系统功率解耦控制策略的研究

主要介绍变速恒频风力发电系统的工作原理,在分析双馈感应电机的动态数学模型以及定子磁链定向矢量控制的基础上,介绍了一种有效的有功、无功功率解耦控制方法。Matlab仿真结果表明：该方案能够很好地实现双馈电机的有功、无功功率的解耦控制。     

双馈风力发电机恒开关频率直接功率控制的研究

在分析双馈风力发电机直接功率控制的基础上,本文建立了同步旋转坐标下双馈机的数学模型,经由Mat-lab7.8平台搭建了基于矩阵变换器的恒开关频率直接功率控制(CSF-DPC)仿真模型。仿真运行的结果显示,该控制策略可应用于双馈发电机的控制,结构相对简单,在不用PI控制环节的情况下仍然具有较好的仿真实验波形,有功功率和无功功率能很快跟踪到给定值。