基于双馈感应电机的风力发电系统故障估计与控制技术研究

发布时间：2024-06-15 05:39

　　风能作为一种绿色可再生能源,对于改善能源结构,缓解能源危机具有巨大的发展潜力。风力发电作为风能开发利用的一种有效途径,近几年来发展迅速。随着风力发电系统单机容量不断增加以及海上风电场的快速发展,风力发电系统需要更高效、安全、可靠的运行。其最为关注的研究内容是:系统的功率控制和系统故障检测与容错控制。系统的低风速区的最优功率跟踪控制能够提高发电效率,高风速区的桨距角控制能够维持风机的额定功率输出,从而确保运行安全。故障诊断与容错控制技术在系统发生故障后能够保证减少不必要的停机并维持一定的性能输出,保证系统在故障下也能够运转。围绕功率控制与故障这两个问题,本文主要研究了以下几个方面的内容:第一,考虑到低风速区的最优功率跟踪问题,在PID控制算法的基础上,研究了基于无模型的iPI(intelligent proportional integral)算法和基于滑模控制理论的iPI滑模控制算法。该算法将系统中的参数的不确定性、扰动以及高阶未建模部分当作一个集总的扰动量,在扩张状态观测器估计集总扰动量的基础上,通过利用滑模模块来减少估计误差,从而实现功率的高效跟踪控制。针对高风速区的桨距角控制问题...

【文章页数】：133 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２现代风力发电发展比较??影响

１?绪论?博士学位论文??２２０ｍ??２４０「?１２ＭＷ??２°。＿?，??Ｗ?－?ＴＷ＇ｌ??｜?１２０－?＿ｍ?？?ｌ（户??邊－?，ｒｗ?３ＭＷ?：ｒ、??ｆｅｔ?ｆ?ＴＴ?Ｉ?ＩＩ??１９８０－１９９０－?１９９＾－?２００￡－?２０１０?２０１１?２０１４?２０１７??....

图１．３不同风速区下的输出功率??

允??１．３风力发电系统研宄现状??１．３．１风力发电功率控制技术??风轮转子把吸收的风能转换为机械势能，发电机通过变速箱传动系统与风轮转子联??系在一起．在控制器的作用下，在发电机中完成机械能到电能的转换。在风力发电系统??中，控制器的目标是要保证风电机组在各种情况下的安全运行....

图１．４风力发电系统主要构成??８??

类型、位置、以及时间变化行为，??涵盖故障分离与识别内容。??故障诊断与容错控制技术在发展过程中，与不同的学科和应用领域相结合，形成了很多??相关的理论。其在风力发电系统中的应用，促进了风力发电技术的发展。??通常风力发电系统中，测量系统存在多套硬件冗余系统。当测量系统发生故障后....

图１．５被动容错控制结构框图??

１?绪论博士学位论文??被动容错控制技术是指控制器设计之初时考虑系统的故障因素，利用鲁棒控制技术??等，使闭环系统在正常或故障状态时都能够满足一定的性能要求．并且兼顾稳定。被动??容错控制系统中不需要故障检测与分离，控制器在系统正常和故障状态下都维持不变，??如图１．５所示。??

本文编号：3995010