專(zhuān)利名稱(chēng)：雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的非線性功率解耦控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)カ發(fā)電的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)的非線性功率解耦控制方法。
背景技術(shù)：
雙饋風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的控制是通過(guò)對(duì)雙PWM變流器的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通常的控制策略是將雙PWM變流器分為網(wǎng)側(cè)變流器和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器(機(jī)側(cè)變流器)來(lái)分別進(jìn)行控制，網(wǎng)側(cè)變流器的控制目標(biāo)主要是在單位功率因數(shù)下保持直流側(cè)電壓的恒定。由于風(fēng)能是ー種劇烈變化的隨機(jī)性很強(qiáng)的可再生能源，所以在變速恒頻雙饋風(fēng)カ發(fā)電中，轉(zhuǎn)差功率處于不斷變化的狀態(tài)，對(duì)于網(wǎng)側(cè)變流器來(lái)說(shuō)，實(shí)際上就是其負(fù)載的變化非常劇烈，這就要求網(wǎng)側(cè)變流器要在劇烈的負(fù)載變化過(guò)程中保持直流側(cè)電壓穩(wěn)定。直流側(cè)電壓的靜態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)速度對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性至關(guān)重要。轉(zhuǎn)子側(cè)變流器根據(jù)雙饋風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的有功功率和無(wú)功功率的解耦控制。在電カ市場(chǎng)環(huán)境下這種控制策略反映了發(fā)電廠和電網(wǎng)的不同需求，發(fā)電廠希望最大可能地利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，也就是風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的最大功率跟蹤。而電網(wǎng)運(yùn)行部門(mén)則要求維持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和靈活的調(diào)度能力，所以這種控制策略得到了很大的重視和廣泛的應(yīng)用。雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)是ー個(gè)多輸入、多輸出、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)。目前，一般采用傳統(tǒng)矢量控制實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)的功率解耦控制。但是，傳統(tǒng)矢量控制是建立在對(duì)雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)近似線性化的基礎(chǔ)之上，并不能反映雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)其非線性化的本質(zhì)，因此控制性能大受影響，具體表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)過(guò)程中功率控制并不能實(shí)現(xiàn)完全解耦控制。另夕卜，雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)存在很多非線性因素，而由結(jié)構(gòu)性非線性因素引發(fā)的問(wèn)題，一般可以通過(guò)非線性控制策略解決。輸入輸出線性化解耦控制是非線性控制的主要方法之一，在感應(yīng)電機(jī)的控制策略研究中受到了廣泛的關(guān)注。因此，為了更好地實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)的功率解耦控制，本申請(qǐng)人加深了對(duì)雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)的非線性功率解耦控制的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)的非線性功率解耦控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中雙饋風(fēng)カ發(fā)電控制系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)功率不解耦的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)完整的功率解耦，并且具有直觀、簡(jiǎn)便和易于理解的特點(diǎn)，方便在工程上推廣應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)的非線性功率解耦控制方法，包括下列步驟步驟一，建立雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)方程，井分為兩部分其一，機(jī)側(cè)變流器系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.一種雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的非線性功率解耦控制方法，其特征在于，包括下列步驟 步驟一，建立雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)方程，并分為兩部分 其一，機(jī)側(cè)變流器系統(tǒng)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的非線性功率解耦控制方法，其特征在于，所述步驟一中 機(jī)側(cè)變流器系統(tǒng)中選擇轉(zhuǎn)子電流作為狀態(tài)向量，轉(zhuǎn)子電壓作為輸入量，定子有功功率和無(wú)功功率為輸出量； 網(wǎng)側(cè)變流器系統(tǒng)中選擇網(wǎng)側(cè)電流和直流電壓作為狀態(tài)量，變流器側(cè)交流電壓為輸入量，直流母線電壓和網(wǎng)側(cè)無(wú)功功率為輸出量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的非線性功率解耦控制方法，其特征在于，所述步驟二中 所述機(jī)側(cè)變流器系統(tǒng)根據(jù)其輸入輸出線性化控制率
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的非線性功率解耦控制方法，其特征在于，所述V1和V2可由下式得到
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的非線性功率解耦控制方法，包括步驟建立適用于功率解耦控制的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)方程；采用輸入輸出線性化理論，通過(guò)狀態(tài)反饋和坐標(biāo)變換將雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行精確線性化，從而實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)高性能的功率解耦控制。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中雙饋風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)功率不解耦的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)完整的功率解耦。
文檔編號(hào)H02P21/00GK103023021SQ20121048917
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者張魯華, 陳國(guó)棟, 董祖毅 申請(qǐng)人:上海電氣集團(tuán)股份有限公司