永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)非奇異終端滑模控制策略研究.pdf

1、隨著人們對能源消耗的增加和環(huán)境保護(hù)的需求，作為可再生清潔能源的風(fēng)能的開發(fā)利用受到了全世界的關(guān)注與重視。目前，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速，永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡單、故障率低、發(fā)電效率及運行可靠性高等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。因此，采用適當(dāng)?shù)目刂撇呗詫τ来胖彬?qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行控制研究具有重要意義。本文所取得的主要研究結(jié)果如下：
　　(1)在分析永磁直驅(qū)風(fēng)電機組的結(jié)構(gòu)及其基本運行原理的基礎(chǔ)上，建立其主要組成部分的數(shù)學(xué)模型，并通過Clark

2、和Park坐標(biāo)變換得到永磁同步發(fā)電機(Permanent Magnet Synchronous Generator, PMSG)在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的常系數(shù)微分動態(tài)模型。
　　(2)針對永磁直驅(qū)風(fēng)電機組額定風(fēng)速以下的最大功率點跟蹤(Maximum Power Point Tracking, MPPT)控制問題展開研究，分析了最大風(fēng)能追蹤的原理，為克服風(fēng)速測量的不準(zhǔn)確性帶來的跟蹤誤差，基于最佳轉(zhuǎn)矩的最大功率點跟蹤方法，將非奇異終端滑模

3、控制應(yīng)用于永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計轉(zhuǎn)矩控制器和電流控制器，通過控制轉(zhuǎn)矩電流分量調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對最佳轉(zhuǎn)矩的跟蹤，進(jìn)而實現(xiàn)永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)額定風(fēng)速以下時的最大風(fēng)能捕獲，所設(shè)計控制策略無需測量風(fēng)速，魯棒性及動態(tài)性能好，且易于實現(xiàn)。
　　(3)針對永磁直驅(qū)風(fēng)電機組額定風(fēng)速以上時的變槳距恒功率控制問題展開研究，在對變槳距控制原理深入分析的基礎(chǔ)上，建立變槳距系統(tǒng)的非線性數(shù)學(xué)模型，并考慮到風(fēng)速隨機擾動對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，設(shè)計轉(zhuǎn)速和電磁