永磁直驱风电系统速度辨识方法分析及比较

【摘要】：分析并比较用于永磁直驱风电系统的4种典型无速度传感器辨识方法,即基于反电势的锁相环(back EMF based phase-locked Loop,EPLL)方法、基于端电压的锁相环(voltage based phaselocked loop,VPLL)方法、磁链积分方法(flux integration algorithm,FIA)和简化卡尔曼观测器(simplified Kalman observer,SKO)方法。由于系统的非线性特性,首先分析了不同辨识算法下系统的小信号稳定性和稳态特性,以比较不同算法稳态特性的差异;其次,通过Matlab/SIMUlink时域仿真和硬件实验,一方面验证了文中理论分析的结果,另一方面进一步揭示了不同控制算法的动态性能、算法复杂度、参数依赖性以及对系统运行效果的影响。结果表明:EPLL是适用于兆瓦级永磁直驱风电系统的辨识策略;FIA与EPLL相比算法较为复杂;VPLL需要更多的参数且控制性能比EPLL或FIA差;SKO方法实现最为简单,但控制效果差于其他3种方法。 【作者单位】： 国网天津市电力公司电力科学研究院;清华大学自动化系;
【关键词】： 转子转速辨识 磁链位置辨识 无速度传感器控制 永磁同步发电机 风力发电系统
【基金】：国家自然科学基金(61104046) 清华大学自主科研计划课题(20111081065) 台达电力电子科教发展计划资助项目(DREK2010003)
【分类号】：TM614
【正文快照】： 0引言近年来,风力发电已成为最具吸引力的清洁能源发电形式之一。由于成本低、效率高等特点,变速风力发电系统已得到广泛应用[1]。在变速风电系统中,永磁直驱系统由于无齿轮箱、维护成本低且易于实现故障穿越而受到越来越多的关注与应用[2]。在永磁直驱风电系统的控制中,发电

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