风力发电系统功率解耦的控制方案

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 风力发电系统功率解耦的控制方案 摘 要： 针对风力发电系统功率 解耦控制存在时滞误差的问题，提出基 于 LM?Smith 时滞补偿和误差修正的风 力发电系统功率解耦控制方法，构建风 力发电系统控制输入输出的参量模型， 以及控制目标函数。采用 LM?Smith 算 法进行参量的全局最优解计算，以最优 解为训练向量进行时滞补偿和功率解耦 控制，实现控制误差修正。仿真结果表 明，采用该方法控制风力发电系统，功 率的解耦性较好，提高了输出功率增益， 在较大的负载范围内能有效实现稳定的 电压输出。 中国论文网 /8/view-12891284.htm 关键词： 风力发电系统； 功率 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 解耦； LM?Smith 算法； 时滞补偿 中图分类号： TN710?34； TP724 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（ 2017）05?0183?04 Abstract： Since the power decoupling control of the wind power generation system has the problem of time delay error， a wind power generation systems power decoupling control method based on LM?Smith time delay compensation and error correction is put forward. The input and output parameter model controlled by the wind power generation system and control objective function were constructed. The LM?Smith algorithm is used to calculate the global optimal solution of the parameter， which is taken as the training vector to compensate the time delay and control the power decoupling， so as to correct the control error. The simulation results show that the method used to control the wind -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 power generation system has better power decoupling， can increase the output power gain， and output the stable voltage in a large load range. Keywords ： wind power generation system； power decoupling； LM?Smith algorithm； time delay compensation 0 引 言 随着绿色能源工程的启动，采用 风力发电成为未来电路发展的一个重要 方向。风力发电系统作为一种常用的电 机系统，利用稀土等永磁材料借助风力 做功实现磁力线切割，输出电能。风力 发电系统利用电磁场感应特性输出功率， 在功率输出中具有较大的耦合性，需要 进行功率解耦控制，以提高风力发电系 统的输出功率增益。通过对功率解耦的 优化控制设计，提高风力发电系统的稳 定性和可靠性，研究风力发电系统的功 率解耦控制方法在进行电机设计中具有 重要意义1?2。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 针对风力发电系统功率解耦控制 存在时滞误差的问题，提出基于 LM?Smith 时滞补偿和误差修正的风力 发电系统功率解耦控制方法，结果表明， 本文方案的功率解耦性好，提高了输出 功率增益。 1 风力电机的约束参量模型 1.1 风力发电系统功率解耦控制 的等效电路 为了实现对风力发电系统的功率 解耦的优化控制，首先需要构建风力发 电系统功率解耦的等效电路结构模型， 风力发电系统的功率解耦控制模型主要 由电子元整流和滤波器件构成，采用永 磁线圈形成线圈序列，在功率耦合下感 应电能，传输存在涡流损失，使用等效 电路法分析风力发电系统的电能传输模 型，如图 1 所示。 风力发电系统的电压增益主要由 负载、频率决定。在功率扰动下存在漏 感和励磁电感，采用“T”型等效电路设 计风力发电系统功率解耦控制电路3， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 得到等效电路如图 2 所示。 在存在轴向偏移的情况下，根据 图 2 所示的等效电路模型，分析风力发 电系统的功率解耦控制约束参量模型， 得到控制目标函数为： 在风力发电系统中，影响到系统 控制的功率因数包含：电磁耦合器漏感 初级侧、次级侧自感和互感。当系统在 谐振点附近工作，L11 ， L22为风力 发电系统的初级侧和次级侧绕组的自感， M为高频交流电传送的互感。v1， v2为初级侧和次级侧电压，1 和2为 整流二极管输入初级侧和次级侧的磁链。 直流电源经高频逆变，得到风力发电机 上的输出功率耦合系数为： 分析上述结果得知，采用本文方 法进行功率解耦控制，在较大负载范围 内具有较好的功率解耦控制性能，输出 功率增益较大，偏芯 100 mm 时，风力 发电系统的功率增益仍稳定在 5.8%， 实验中电机的电能输出效率在偏芯情况 下仍保持 90%左右。在较大负载范围内 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 可输出稳定的电压，电机控制过程的收 敛性较高，具有较好的应用价值。 4 结 语 为了提高风力发电系统的输出增 益，解决电机在功率解耦控制的时滞误 差问题，本文提出一种基于 LM?Smith 时滞补偿和误差修正的风力发电系统功 率解耦的控制方法，构建风力发电系统