变速恒频双馈风电机组最大风能捕获非线性控制策略 被引量：18

1

作者 田友飞 李啸骢 +2 位作者 徐俊华 谷立基 黄梦喜 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期27-32,共6页

针对变速恒频双馈风电机组,讨论了基于空气动力转矩和风速估计的最大风能捕获问题。在分析了风力机特性和双馈感应发电机基本电磁关系的基础上,建立了变速恒频双馈风电机组非线性数学模型,并运用反馈线性化理论设计了非线性控制器。该... 针对变速恒频双馈风电机组,讨论了基于空气动力转矩和风速估计的最大风能捕获问题。在分析了风力机特性和双馈感应发电机基本电磁关系的基础上,建立了变速恒频双馈风电机组非线性数学模型,并运用反馈线性化理论设计了非线性控制器。该控制器具有2个输出变量,即发电机转子侧d轴和q轴电压分量。q轴电压分量用于强迫风力机运行于最优转速,实现最大风能捕获;d轴电压分量用于调节系统的无功功率输出,实现系统铜耗最小化。仿真结果表明了所提出的控制策略的正确性和有效性。 展开更多

关键词 最大风能捕获 双馈感应发电机 风电机组 反馈线性化 非线性控制器

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基于无源性理论的风力机最大风能捕获控制 被引量：22

2

作者 杨金明 吴捷 +2 位作者 董萍 杨俊华 杨苹 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期724-728,共5页

讨论了具有随机性风速变化和非线性的风电系统的最大风能捕获控制问题,系统采用基于无源性控制方案下的浆距角和触发角双输入控制方案,通过选择适当的状态稳态特性和注入阻尼的方法,将风能的最大捕获与系统的全局稳定性相结合,设计出了... 讨论了具有随机性风速变化和非线性的风电系统的最大风能捕获控制问题,系统采用基于无源性控制方案下的浆距角和触发角双输入控制方案,通过选择适当的状态稳态特性和注入阻尼的方法,将风能的最大捕获与系统的全局稳定性相结合,设计出了一种对风速变化和参数摄动具有鲁棒性且使风电系统具有良好动态特性的控制系统。仿真结果显示,对于具有随机性风速变化和变参数风电系统,该控制策略可以实现风能的最大捕获。 展开更多

关键词 变转速风力发电系统 基于无源性控制 鲁棒控制 最大风能捕获

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考虑风机动态的最大风能捕获策略 被引量：30

3

作者 耿华 杨耕 周伟松 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期107-111,共5页

为进一步提高风电系统效率,提出了一种考虑风机动态的最大风能捕获非线性控制策略。该策略根据风机机械转矩的变化,动态补偿风力发电机的输出功率,提高系统的动态风能捕获量;同时,通过反馈线性化方法,实现风电系统输出的有功和无功功率... 为进一步提高风电系统效率,提出了一种考虑风机动态的最大风能捕获非线性控制策略。该策略根据风机机械转矩的变化,动态补偿风力发电机的输出功率,提高系统的动态风能捕获量;同时,通过反馈线性化方法,实现风电系统输出的有功和无功功率的解耦控制,简化其工程实现难度。理论分析和仿真结果表明,与传统策略相比,该策略可以实现动态过程中风电系统的最大风能捕获,提高系统的运行效率和动态响应速度。 展开更多

关键词 风力发电机 最大风能捕获 滑差功率 非线性控制 动态补偿

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直驱永磁风电系统能量成形与最大风能捕获 被引量：16

4

作者 吴忠强 庄述燕 韩延光 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期344-351,共8页

针对风速多变及外界干扰情况下风电系统出现的风能利用率低、鲁棒性差及安全可靠性差等问题,提出了一种基于能量成形的直驱永磁风电系统最大风能捕获算法。该算法采用能量成形及端口受控哈密顿(PCH)系统方法,从能量平衡的角度,建立永磁... 针对风速多变及外界干扰情况下风电系统出现的风能利用率低、鲁棒性差及安全可靠性差等问题,提出了一种基于能量成形的直驱永磁风电系统最大风能捕获算法。该算法采用能量成形及端口受控哈密顿(PCH)系统方法,从能量平衡的角度,建立永磁发电机(PMSG)PCH系统的非线性模型,设计了PCH系统反馈控制器。通过基于PCH系统控制器和H∞控制器的叠加反馈,设计出能跟踪最佳转矩且具有扰动抑制的PCH系统H∞控制器。实验结果表明,该控制策略实现了风电系统的变速恒频运行、最大风能利用,验证了理论模型和控制策略的正确性、可行性。 展开更多

关键词 风力发电 最大风能捕获 直驱永磁发电机 端口受控哈密顿系统 H∞控制

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双馈发电机最大风能捕获和转换策略的仿真 被引量：14

5

作者 李辉 韩力 何蓓 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第15期3591-3594,共4页

为了最大限度地利用风能,提高风力发电系统的效率,提出了一种既可实现双馈发电机系统低于额定风速下的最大风能捕获又可使得电机铜耗最小化运行的优化控制策略。在分析风力机特性和双馈发电机基本电磁关系的基础上,推导了双馈发电机实... 为了最大限度地利用风能,提高风力发电系统的效率,提出了一种既可实现双馈发电机系统低于额定风速下的最大风能捕获又可使得电机铜耗最小化运行的优化控制策略。在分析风力机特性和双馈发电机基本电磁关系的基础上,推导了双馈发电机实现最大风能捕获和转换的定子有功功率和无功功率的数学模型,并应用基于动态同步轴系下的双馈发电机励磁控制策略实现了系统的最优控制。利用Matlab/Simulink对不同风速下双馈发电机系统的运行性能进行了分析和比较,结果验证了该控制策略的正确性和可行性。 展开更多

关键词 风力发电 双馈发电机 最大风能捕获 铜耗最小化 励磁控制策略

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基于风力机参数辨识的最大风能捕获 被引量：12

6

作者 张文娟 高勇 杨媛 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第17期152-156,共5页

为了解决当风力机参数辨识错误或有扰动误差时,最大风能捕获策略出现的风能利用率下降问题,提出基于最小二乘法中的遗忘因子法辨识风力机参数,进而利用所得参数计算风力机工作于最大功率点时的最佳转速,结合定子磁链定向矢量控制技术实... 为了解决当风力机参数辨识错误或有扰动误差时,最大风能捕获策略出现的风能利用率下降问题,提出基于最小二乘法中的遗忘因子法辨识风力机参数,进而利用所得参数计算风力机工作于最大功率点时的最佳转速,结合定子磁链定向矢量控制技术实现最大风能捕获。以随机风为例,对1.5MW双馈变速恒频风力发电系统在风力机参数有误及辨识正确后的运行特性进行了仿真比较,结果表明,参数辨识正确后的系统在稳态和动态情况下都能很好地捕获最大风能,且风速响应速度快,鲁棒性良好。验证了所提出控制策略的有效性和正确性。 展开更多

关键词 最大风能捕获 最佳转速 参数辨识 遗忘因子法

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基于自抗扰控制器的风力发电系统的最大风能捕获控制 被引量：18

7

作者 杨金明 吴捷 杨俊华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期525-529,共5页

根据自抗扰控制器的原理,设计了风力发电系统的最大风能捕获控制器。将风能转矩的不确定性与系统的摩擦不确定性统一视为系统的未知干扰,通过扩张状态观测器来估计,然后利用非线性反馈控制律进行补偿,使系统的控制律仅与系统的给定输入... 根据自抗扰控制器的原理,设计了风力发电系统的最大风能捕获控制器。将风能转矩的不确定性与系统的摩擦不确定性统一视为系统的未知干扰,通过扩张状态观测器来估计,然后利用非线性反馈控制律进行补偿,使系统的控制律仅与系统的给定输入和输出有关,减少控制过程中的检测量,将复杂的控制过程简化。通过非线性跟踪-微分器的适当设计,实现了最大风能捕获,证明控制策略的可行性,同时通过参数的改变,验证了该控制方法的具有很强的适应性和鲁棒性。 展开更多

关键词 变转速风力发电系统 自抗扰控制器 最大风能捕获

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基于功率给定的双馈风力发电最大风能捕获策略 被引量：17

8

作者 曾志勇 冯婧 周宏范 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期25-30,共6页

在综合分析风力机运行特性和双馈发电机功率关系基础上,推导了风力机功率与定子端有功功率的数学关系,构建了转速-定子端功率曲线,系统以定子端有功功率为控制量,通过功率闭环控制,利用功率平衡关系自动捕获最大风能点。定子端参考功率... 在综合分析风力机运行特性和双馈发电机功率关系基础上,推导了风力机功率与定子端有功功率的数学关系,构建了转速-定子端功率曲线,系统以定子端有功功率为控制量,通过功率闭环控制,利用功率平衡关系自动捕获最大风能点。定子端参考功率以发电机角速度为输入信息,根据电机角速度变化实时计算最佳功率,是一种无需检测风速且算法较为简单可靠的最大风能捕获方法。为对定子端功率进行实时控制,将矢量控制技术用于发电机定子有功、无功解耦控制,并对转子电流进行基于前馈算法的线性化解耦控制,实现了电机的功率解耦。系统仿真与实验结果验证了该方案的可靠性与可行性。 展开更多

关键词 风力发电 变速恒频 双馈电机 最大风能捕获 矢量解耦控制

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自适应变步长最大风能捕获算法 被引量：5

9

作者 李树江 蔡海锋 +1 位作者 邓金鹏 孔丽新 《控制工程》 CSCD 北大核心 2012年第1期69-72,共4页

风能具有随机性、不稳定性的特点,为了提高风力发电系统中风能的利用效率,在比较各种最大风能捕获算法的基础上,分析了爬山搜索法和叶尖速比法的不足,提出了自适应变步长搜索算法来捕获最大风能。通过改进爬山搜索法的变步长策略,明显... 风能具有随机性、不稳定性的特点,为了提高风力发电系统中风能的利用效率,在比较各种最大风能捕获算法的基础上,分析了爬山搜索法和叶尖速比法的不足,提出了自适应变步长搜索算法来捕获最大风能。通过改进爬山搜索法的变步长策略,明显加快了搜索速度,通过引入初始估计叶尖速比值,大大缩小了搜索范围。该算法不需要实时检测准确风速,不依赖风力机最佳功率曲线,有效地降低了成本,提高风力发电的效率。文中重点分析了算法的自适应性和变步长策略,仿真结果表明,该算法能够使风力机更快速到达最大功率点,动态响应快,收敛性好。 展开更多

关键词 风力发电 最大风能捕获 叶尖速比 爬山搜索法

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基于风速和空气密度估计的最大风能捕获 被引量：13

10

作者 柳明 柳文 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期56-60,共5页

针对基于双馈电机(doubly fed induction generator,DFIG)的风力发电系统,讨论了无风速测量数据情况下的最大风能捕获问题。准确的风速估计必须考虑空气密度的变化,给出通过对风机状态的离散采样实现空气密度估计的方法,利用修正后的空... 针对基于双馈电机(doubly fed induction generator,DFIG)的风力发电系统,讨论了无风速测量数据情况下的最大风能捕获问题。准确的风速估计必须考虑空气密度的变化,给出通过对风机状态的离散采样实现空气密度估计的方法,利用修正后的空气密度对风速进行更为准确的估计,从而得到最优的转速设定,实现风能的最大捕获。控制器采用矢量控制技术,即利用转子侧电流的q轴分量进行转速控制,利用d轴分量实现系统铜耗的最小化。采用比例-积分控制器实现了上述控制目标。仿真分析验证了上述控制策略的有效性。 展开更多

关键词 双馈电机 空气密度估计 最大风能捕获

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无速度传感器DFIG最大风能捕获终端滑模优化控制 被引量：4

11

作者 吴忠强 王昕懿 赵习博 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期716-725,共10页

针对双馈风力发电机(DFIG)这类复杂的强耦合、非线性系统,利用Backstepping终端滑模设计控制器实现最大风能捕获.采用微分跟踪器(TD)安排参考输入信号,解决初始误差大的问题.基于电流方程设计扩张状态观测器(ESO),对磁链和转速进行估计... 针对双馈风力发电机(DFIG)这类复杂的强耦合、非线性系统,利用Backstepping终端滑模设计控制器实现最大风能捕获.采用微分跟踪器(TD)安排参考输入信号,解决初始误差大的问题.基于电流方程设计扩张状态观测器(ESO),对磁链和转速进行估计,以降低磁链和转矩脉动,实现无传感器运行,并对耦合等扰动项进行观测且加以补偿,从而简化Backstepping终端滑模控制器的设计.针对控制器和观测器中待整定参数较多的问题,利用萤火虫算法(FA)进行参数寻优.结果表明:该方案能够实现无静差跟踪,提高了系统的控制精度. 展开更多

关键词 双馈风力发电机 最大风能捕获 Backstepping终端滑模控制 扩张状态观测器 萤火虫算法

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双馈风电机组最大风能捕获在环测试研究 被引量：2

12

作者 宋海辉 田德 王伟龙 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期373-378,共6页

将模糊控制应用于双馈风电机组的风能捕获,构建一个基于dSPACE控制系统的双馈风电机组在环测试平台,将SKiiP模块、Matlab/Simulink和双馈风电机组无缝连接,风能捕获的模糊控制规则通过Matlab/Simulink下载到dSPACE控制系统进行双馈风电... 将模糊控制应用于双馈风电机组的风能捕获,构建一个基于dSPACE控制系统的双馈风电机组在环测试平台,将SKiiP模块、Matlab/Simulink和双馈风电机组无缝连接,风能捕获的模糊控制规则通过Matlab/Simulink下载到dSPACE控制系统进行双馈风电机组在环测试研究,测试结果表明了模糊控制策略的方便性和高效性,可使双馈风电机组转速跟随风速变化,维持最佳叶尖速比,获取更大风能捕获效率。 展开更多

关键词 双馈风电机组 变速恒频 模糊控制 最大风能捕获

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无速度传感器DFIG最大风能捕获Backstepping终端滑模控制 被引量：1

13

作者 吴忠强 王昕懿 赵习博 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期623-630,共8页

以双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,将两相同步旋转坐标系下的转子磁链定向数学模型看作两个子系统,分别设计Backstepping终端滑模控制器,实现最大风能捕获。设计一种基于非奇异终端滑模的DFIG转速和磁链观测器,采用高阶终端滑模面有效... 以双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,将两相同步旋转坐标系下的转子磁链定向数学模型看作两个子系统,分别设计Backstepping终端滑模控制器,实现最大风能捕获。设计一种基于非奇异终端滑模的DFIG转速和磁链观测器,采用高阶终端滑模面有效抑制抖振。仿真结果表明所设计的观测器和控制器均具有强鲁棒性,能实现无静差跟踪,系统响应快,稳态精度高。 展开更多

关键词 双馈风力发电机 终端滑模观测器 最大风能捕获 Backstepping终端滑模控制器

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面向最大风能捕获的双馈电机新型非线性积分滑模控制 被引量：4

14

作者 刘凌 马一山 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期95-101,共7页

为解决风力双馈电机在低风速及风速波动较大情况下转速暂态性能差、风能捕获效率低等问题,提出了一种面向双馈电机最大风能捕获的新型非线性积分滑模(NNISM)控制策略。设计了一种具有自饱和特性的新型非线性积分滑模控制器,其控制方法... 为解决风力双馈电机在低风速及风速波动较大情况下转速暂态性能差、风能捕获效率低等问题,提出了一种面向双馈电机最大风能捕获的新型非线性积分滑模(NNISM)控制策略。设计了一种具有自饱和特性的新型非线性积分滑模控制器,其控制方法具有参数可调节、利用非线性势能函数规避积分超饱和效应等特点,以使整体系统具有更小的抖振;结合风力机风能利用系数和最大叶尖速比运算出风力双馈电机处于最佳叶尖速比下的最佳转速并输入至系统中,以使系统达到最大风能利用状态;构建了一套面向双馈电机最大风能捕获的新型非线性积分滑模控制系统,在组合风速变动情况下对NNISM控制器进行参数设定,以使系统于低速状态或风速波动较大情况下具有较好的动态性能。仿真结果表明,该新型非线性积分滑模最大风能捕获控制策略的控制性能不会在低速状态或风速波动较大情况时下降,具有转速超调量小、跟随速度快、鲁棒性能强等优点,可以完成最大风能捕获的控制目标,具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 双馈电机 滑模控制 叶尖速比 最大风能捕获

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直驱型永磁风力发电机的最大风能捕获影响因素分析

15

作者 李游 成怡 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2012年第5期81-83,共3页

针对直驱型风力发电系统,利用Matlab/Simulink仿真软件建立风力机模型,通过对风速、桨距角、叶尖速比、发电功率的仿真研究,分析影响风能捕获的因素,研究实现最大风能捕获的控制策略.仿真结果表明:在额定风速以下,通过发电机的转速调节... 针对直驱型风力发电系统,利用Matlab/Simulink仿真软件建立风力机模型,通过对风速、桨距角、叶尖速比、发电功率的仿真研究,分析影响风能捕获的因素,研究实现最大风能捕获的控制策略.仿真结果表明:在额定风速以下,通过发电机的转速调节获得最优叶尖速比,在额定风速以上,调节桨距角实现发电机稳定在额定功率处,从而实现最大风能捕获. 展开更多

关键词 直驱风力发电 最大风能捕获 SIMULINK仿真

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变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制 被引量：335

16

作者 刘其辉 贺益康 赵仁德 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2003年第20期62-67,共6页

根据风力机的特性 ,探讨了追踪、捕获最大风能的方法 ;在分析双馈型异步发电机数学模型和磁场定向矢量变换控制的基础上 ,提出了变速恒频风力发电机的有功、无功功率解耦控制策略 ,详细的仿真研究验证了控制策略的正确性和可行性。

关键词 变速恒频风力发电系统 最大风能捕获 矢量变换控制 交流励磁 双馈型异步发电机

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基于双同步坐标的无刷双馈风力发电系统的最大风能追踪控制 被引量：33

17

作者 王琦 陈小虎 +1 位作者 纪延超 李枫 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期82-87,共6页

建立了包含风力机、齿轮变速箱和无刷双馈电机的无刷双馈风力发电系统整体模型。从转子在参考坐标下的d-q模型出发,研究了基于双同步坐标的无刷双馈电机的数学模型。根据无刷双馈电机的特性,采用磁链定向的矢量变换控制技术设计了一种... 建立了包含风力机、齿轮变速箱和无刷双馈电机的无刷双馈风力发电系统整体模型。从转子在参考坐标下的d-q模型出发,研究了基于双同步坐标的无刷双馈电机的数学模型。根据无刷双馈电机的特性,采用磁链定向的矢量变换控制技术设计了一种新型功率控制系统。该系统通过控制发电机的控制绕组进行交流励磁,进而实现变速恒频发电机的有功、无功解耦控制,并最终实现了捕获最大风能的高效性和有效性。 展开更多

关键词 风力发电 无刷双馈电机 功率控制 最大风能捕获

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现代控制技术在风能转换系统中的应用 被引量：16

18

作者 杨俊华 吴捷 +1 位作者 杨金明 杨苹 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期530-541,共12页

不同的风能转换系统具有不同的设计目标,控制系统是风能转换系统的重要组成部分,也是控制工程界一直十分关注的问题,然而,这类问题一直没有得到完善的解决,继续具有挑战性,大量的文献不断涌现。综述了近年来滑模变结构控制、微分几何控... 不同的风能转换系统具有不同的设计目标,控制系统是风能转换系统的重要组成部分,也是控制工程界一直十分关注的问题,然而,这类问题一直没有得到完善的解决,继续具有挑战性,大量的文献不断涌现。综述了近年来滑模变结构控制、微分几何控制、H∞鲁棒控制、最优控制、自适应控制、神经网络控制、模糊控制、专家系统及综合智能控制在风能转换系统稳定,最大风能捕获及调速系统控制等方面应用研究的主要成果与方法,并提出若干需要解决的问题。 展开更多

关键词 风能转换系统 最大风能捕获 非线性控制 智能控制

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双馈风力发电系统的最大风能控制策略 被引量：18

19

作者 李辉 何蓓 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期797-803,共7页

在分析变速恒频风力发电系统最大风能捕获策略的基础上,提出了一种通过直接控制双馈发电机转子电流就可实现系统低于额定风速下的最大风能捕获又可使得电机铜耗最小化运行的控制策略。首先,在考虑风力机特性和双馈发电机基本电磁关系的... 在分析变速恒频风力发电系统最大风能捕获策略的基础上,提出了一种通过直接控制双馈发电机转子电流就可实现系统低于额定风速下的最大风能捕获又可使得电机铜耗最小化运行的控制策略。首先,在考虑风力机特性和双馈发电机基本电磁关系的基础上,分别推导了双馈发电机定子铜耗最小化运行和最大风能捕获的数学模型。其次,根据双馈发电机最优转子电流的数学模型,建立了双馈风力发电机系统最大风能捕获的控制策略。最后,利用Matlab/Simulink对不同风速下双馈发电机系统的运行性能进行了分析和比较,结果验证了该控制策略的正确性和可行性。 展开更多

关键词 风力发电 双馈发电机 最大风能捕获 铜耗最小化 励磁控制策略

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开关磁阻风电系统最大风能追踪控制 被引量：22

20

作者 胡海燕 潘再平 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期787-791,共5页

根据风力机的特性,探讨了追踪、捕获最大风能的方法;针对开关磁阻电机的特点,提出了开关磁阻电机变速恒频风力发电系统最大风能追踪的控制方案;详细的仿真研究验证了该控制策略的正确性和可行性。

关键词 变速恒频风力发电系统 最大风能捕获 开关磁阻发电机

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