雙饋變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)幾類控制問題的研究.pdf

1、隨著世界能源危機和環(huán)境污染問題的日益突出,尋找清潔、高效的可再生能源的新能源戰(zhàn)略應(yīng)運而生。作為一種清潔、儲量極為豐富的可再生能源,風(fēng)能受到廣泛的關(guān)注,風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展開來。世界各國都在通過立法或政策扶持等方式激勵本國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展,中國對電力能源需求量也越來越大。作為能源消耗大國,近兩年來中國出現(xiàn)大面積的缺電問題,地方拉閘限電的事情時有發(fā)生,電力供應(yīng)不足和電力結(jié)構(gòu)不合理開始成為影響中國全面發(fā)展

2、的阻礙。中國風(fēng)能資源十分豐富,需要發(fā)展風(fēng)力發(fā)電技術(shù),因此研究和發(fā)展風(fēng)力發(fā)電具有重要的戰(zhàn)略意義。
　　 本文基于輸入一輸出反饋線性化方法和Hamilton控制理論,系統(tǒng)地研究了雙饋變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的最大風(fēng)能跟蹤控制和H∞控制設(shè)計問題。首先,介紹了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究背景、研究意義及國內(nèi)外研究概況。其次,對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本原理及結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)概述,其中包括風(fēng)力機的運行特性、工作原理、系統(tǒng)模型及變速恒頻理論等。最后,主要針對一類雙饋

3、變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計了最大風(fēng)能跟蹤控制器和H∞控制器。本文的主要內(nèi)容如下:
　　 一、雙饋變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能跟蹤控制設(shè)計
　　 本部分研究了雙饋變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的最大風(fēng)能跟蹤控制設(shè)計問題。首先,采用定子磁場定向的矢量變換技術(shù)和輸入一輸出反饋線性化方法,設(shè)計了一類風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子勵磁控制器,實現(xiàn)了對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)速和定子側(cè)無功功率的漸近跟蹤控制。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合最佳葉尖速比法和功率分配關(guān)系,設(shè)計了最大風(fēng)

4、能跟蹤控制器。其次,基于預(yù)置反饋耗散Hamilton實現(xiàn)和Embedding方法,設(shè)計了一類風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子勵磁控制器,使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定于期望的工作點,實現(xiàn)了對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)速和定子側(cè)無功功率的漸近跟蹤控制。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合最佳葉尖速比法和功率分配關(guān)系,設(shè)計了最大風(fēng)能跟蹤控制器。最后,對兩種控制器給出了數(shù)值仿真,仿真結(jié)果驗證了所設(shè)計控制器的有效性。
　　 二、雙饋變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)H∞控制設(shè)計
　　 本部分研究了一