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《北方工业大学》 2014年
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风力发电机组控制系统容错控制研究

侯彦娇  
【摘要】:风能作为重要的清洁能源,得到世界各国的重视。风力发电机组是由风轮叶片系统、齿轮箱主传动链系统、发电机系统以及其控制系统组成,是典型的机、电、液一体的复杂的非线性动力学系统,在随机、间歇性的风力作用下表现出随机、切换的特性。对于这样的系统实现建模与控制是一个比较困难的问题;同时,风力发电机组的控制系统中存在传感器、执行器等常见故障,控制系统的故障严重的影响风力发电机组的性能与安全。因此,风力发电机组的容错控制技术的研究对于风电机组的安全、高效运行具有非常重要的意义。 第一部分讨论了风力发电机组的优化控制问题,利用最大功率点跟踪策略(MPPT)与自抗扰技术(ADRC)分别对于具有双馈感应发电机(DFIG)、永磁同步发电机(PMSG)两种电机类型的风电机组实现最优功率捕捉的优化控制技术,其中对于ADRC参数多、整定难的问题,采用了混杂优化的方法。仿真结果表明MPPT与ADRC的结合能够很好地实现风力发电机组的最优功率捕捉。第二部分讨论了风力发电机组传感器和执行器故障的容错控制问题,利用随机分段仿射(Stochastic PWA)建模工具,建立了风力发电机组在正常和故障模式下的分段仿射线性模型,然后根据非线性耗散系统的稳定性理论与H∞鲁棒控制的方法,得到了风力发电机组传感器和执行器故障的H∞容错控制器存在性定理和传感器的求解方法。仿真结果表明风力发电机组的随机PWA建模方法与H∞容错控制方法能较好的解决风力发电机组的随机、非线性动态特性的建模与容错控制问题。
【学位授予单位】:北方工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM315;TP273

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【参考文献】
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