無刷雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的無源性控制及其混沌研究.pdf

1、無刷雙饋電機(brushless doubly-fed machines，BDFM)是一種新型交流調速電機，結構簡單穩(wěn)固、功率因數(shù)可調、電力電子裝置容量小，維護成本低，兼具異同步電機特點，特別適合于變頻調速傳動系統(tǒng)與變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)。
　　從能源與社會可持續(xù)發(fā)展角度，論述了國內(nèi)外風力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)況及在未來能源發(fā)展中的重要地位。考慮到風力發(fā)電系統(tǒng)的復雜性及各類單一控制算法的局限性，研究了結合智能控制算法和其它先進控制算法的混合控

2、制策略，論述了其在最大風能捕獲、功率預測、偏航控制等方面應用的主要研究成果與方法。
　　基于BDFM結構，分析了其工作原理及運行方式;通過推導BDFM三相靜止abc坐標系下及轉子速d-q軸數(shù)學模型，建立了開環(huán)運行時的Matlab/Simulink仿真模型，仿真驗證了單饋、雙饋等各類運行方式下電機的動、靜態(tài)運行特性。
　　針對BDFM不規(guī)則電磁噪聲、不規(guī)則轉矩、轉速間歇振蕩等問題，推導了電機的非線性微分方程;以轉子運動時間常數(shù)

3、為可變控制參量，構建了BDFM的混沌模型;通過數(shù)值仿真獲得了電機系統(tǒng)的最大Lyapunov指數(shù)譜，確立了電機中發(fā)生混沌運動狀態(tài)的參數(shù)范圍，仿真驗證其混沌運動現(xiàn)象。
　　基于無源性理論，從能量角度研究無刷雙饋風力發(fā)電機控制系統(tǒng)，推導出兩相靜止α-β坐標系下發(fā)電機的電壓方程，構建電機系統(tǒng)的歐拉拉格朗日模型;基于該模型設計了變阻尼無源性控制調速系統(tǒng)，在低于額度風速工況下，使系統(tǒng)跟蹤轉速期望值。通過與矢量控制及恒阻尼注入對比，仿真結果驗證