基于擴展卡爾曼濾波的雙饋風(fēng)力發(fā)電機無速度傳感器矢量控制研究.pdf

1、雙饋風(fēng)力發(fā)電機因自身結(jié)構(gòu)問題，轉(zhuǎn)子側(cè)參數(shù)易變難測，使得雙饋風(fēng)力發(fā)電機按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制策略由于轉(zhuǎn)子參數(shù)的引入，調(diào)速性能受到極大影響，系統(tǒng)魯棒性不高。
　　 本文采用雙饋風(fēng)力發(fā)電機按定子磁鏈定向下的矢量控制策略。按定子磁鏈定向下的矢量控制策略的定子磁鏈觀測模型避免了轉(zhuǎn)子參數(shù)的引入，模型采用的唯一變量參數(shù)是容易在線測量的定子電阻，在理論上保證了磁鏈觀測的魯棒性，從而保證了雙饋風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的魯棒性。并針對傳統(tǒng)無速度傳感器矢量

2、控制低速階段控制效果不佳的問題，在保持系統(tǒng)高的動態(tài)性能和魯棒性前提下提出了雙饋風(fēng)力發(fā)電機基于EKF(擴展卡爾曼濾波)無傳感器矢量控制策略，利用EKF(擴展卡爾曼濾波)對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進行估計。
　　 本文首先分析了交流異步電機基本控制策略和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本控制理論；解析雙饋風(fēng)力發(fā)電機基本電氣特性，建立其三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)矢量控制坐標(biāo)變換，建立其二相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型和二相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)雙饋風(fēng)力發(fā)電機模

3、型狀態(tài)方程，建立相應(yīng)的動態(tài)等值電路。然后分析了矢量控制基本原理，在理論上定性分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)子參數(shù)對矢量控制系統(tǒng)性能的影響；研究定子磁場定向下的磁鏈觀測，其中包括按照定子電壓、定子電流的U-I法，按照定子電流、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的I-ω法，按定子電壓、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的U-ω法，分析其各自優(yōu)缺點，在仿真模型的基礎(chǔ)上定量分析了定子參數(shù)對定子磁鏈觀測的影響，即對雙饋風(fēng)力發(fā)電機矢量控制系統(tǒng)的影響，且提出提高定子磁鏈觀測精度的方法，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對雙饋風(fēng)

4、力發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流的勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的解耦控制，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩平滑控制，同時避免了對轉(zhuǎn)子參數(shù)的依賴，提高了系統(tǒng)的魯棒性。最后建立雙饋風(fēng)力發(fā)電機及其控制系統(tǒng)仿真模型，搭建雙饋風(fēng)力發(fā)電機電流環(huán)、速度環(huán)矢量雙閉環(huán)控制系統(tǒng)并對其進行仿真研究，搭建雙饋風(fēng)力發(fā)電機基于EKF(擴展卡爾曼濾波)無傳感器矢量控制系統(tǒng)仿真模型并對其進行仿真研究。
　　 仿真結(jié)果證明了本文所論述的理論和方法的可行性和正確性，為雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)