无刷双馈风力发电系统的无源性控制研究.pdf

无刷双馈风力发电系统的无源性控制研究广东工业大学硕士学位论文侯祖锋扬俊堡麴援学科ㄒ或领域名称:控鱼』理途量蕉筻』王猩自动丝堂喧学校代码:三二生盔旦二旦分类号密级学号:ぱ妒指导教师姓名、职称:学生所属学院:论文答辩日期:
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摘要模型。分解无刷双馈发电机系统——电气子系统和机械子系统,证明了无刷双馈无刷双馈电机虺艬是在串级电机基础上发展起来的一种兼具异同步电机特点的新型交流调速电机,以结构简单坚固、功率因数可调、调速特性好、变频器容量小、运行模式灵活等特点,可应用于变频调速和变速恒频发电领域。研究分析了的结构特点和工作原理,在/平台上建立了的仿真模型,并且对其单馈、双馈同步、双馈亚同步和双馈超同步运行模式的开环特性进行仿真分析。分析了非线性系统的耗散性和无源性,通过引入方程,研究了系统的耗散性与无源性。利用无源性控制理论,根据已验证过的定理与方法,给出无源性控制器的设计方法。针对感应电机存在参数时变性、非线性耦合变量和转子电流不易测量等问题,,建立感应电动机的模型。基于无源性控制方法,以定子电流为状态变量,提出不需要转子电流观测器的改进控制算法,设计了感应电动机的双闭环无源性控制器。从仿真结果可以得出,无源性控制器鲁棒性好,系统易于实现,而且验证了无源性控制策略可行性和有效性。推导出的两相静止模型,根据方程建立电机的反馈互联无源发电机的反馈互联模型为无源系统。从风能利用系数角度阐述了最大风能捕获的基本原理,设计了无源性调速控制系统。仿真结果表明无源性控制策略能使调速系统快速地跟踪速度给定,具有较好的动态性能,从而使发电机在额定风速以下时,通过控制电机的控制绕组电压,使转子转速跟踪给定值,维持最佳叶尖速比,实现风力机最大输出功率跟踪控制,验证了无源性控制系统是全局定义且全局稳定、无奇异点的。关键词:无刷双馈电机;风力发电系统;方程;无源性控制;最大风能捕获
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目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯课题研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一风力发电研究发展现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...澜绶缌Ψ⒌绶⒄⒌绶⒄瓜肿础无刷双馈电机控制技术发展概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.匏⑺ɡ〉⑺ɡ〉⑺ɡ》⒌缁挠诺阌肴钡恪课题来源及研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.本文主要研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一第二章无刷双馈风力发电系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯无刷双馈电机的基本原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..匏⑺ɡ〉⑺ɡ〉⑺ɡ〉缁氖P陀肟;诽匦苑抡妗无刷双馈风力发电系统的基本结构与工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...匏⑺ɡ》缌Ψ⒌⑺ɡ》缌Ψ⒌缦低车墓ぷ髟怼本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第三章无源性控制的理论与应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.无源性控制理论基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..广东工业大学硕士学位论丈⋯⋯⋯.⋯⋯.⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯.⋯.⋯⋯⋯⋯..
方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.系统的无源性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。基于无源性的控制系统设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第四章无刷双馈发电机的系统建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯无刷双馈发电机的数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...匏⑺ɡ》⒌缁腁三相静止模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。.匏⑺ɡ》⒌缁腝较嗑仓鼓P汀无刷双馈发电机的模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.!.匏⑺ɡ》⒌缁姆蠢』チN拊茨P汀模型无源性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第五章无刷双馈发电机的无源性控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.风力机的最大风能捕获机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..