雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的哈密頓系統(tǒng)建模與控制.pdf

1、環(huán)境污染和能源危機一直是困擾世界的難題，尋找一種既清潔又取之不盡的新型能源迫在眉睫。風能是一種清潔可再生能源，加強對它的開發(fā)利用對于緩解能源危機、減輕環(huán)境污染具有重要的意義。風力發(fā)電是對風能利用最典型一種途徑，近年來，世界風電產業(yè)得到了迅速發(fā)展，雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)因其一系列典型優(yōu)勢在大型風電市場中占主要地位。因其是一個強非線性系統(tǒng)，存在著強耦合，并且在運行過程中擾動劇烈以及系統(tǒng)在不同運行狀態(tài)時有著不同的控制目標，運用經典PI控制方法對其進

2、行控制有諸多不足，因此對其設計一種新型控制方法很有意義。
　　針對經典PI控制方法在雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)控制中的一些不足，人們提出了很多先進的非線性控制方法，近年來，一種基于能量成形以及基于端口受控哈密頓(PortControlled Hamiltonian，PCH)的方法越來越受到控制界的關注，且已經取得了階段性的研究成果。本文將該方法用于雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)，設計出系統(tǒng)機側和網側控制器，來達到比常規(guī)控制方法更好的控制性能。
　　

3、第一，介紹了幾種主要的非線性控制方法，重點論述了基于PCH模型的控制方法應用在雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)上的優(yōu)勢以及該方法的發(fā)展過程和現(xiàn)狀。給出了當今風力發(fā)電系統(tǒng)的幾種主要形式，以及幾種典型的控制電路等。
　　第二，建立了雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的風力機模型、系統(tǒng)機側和網側原始數學模型以及其在兩相dq坐標系下的模型，結合PCH模型的典型形式，得到了系統(tǒng)機側和網側的PCH模型。
　　第三，簡要分析了雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的能量流動特征。總結了系統(tǒng)兩側

4、不不同運行狀態(tài)下的控制目標，并基于此求出了系統(tǒng)期望平衡點。給出了狀態(tài)PCH控制器求取原理，求取了系統(tǒng)機側和網側狀態(tài)PCH控制器。
　　第四，針對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)運行階段隨機擾動多的特點，給出了另一種基于PCH模型的控制方法，即狀態(tài)誤差PCH控制方法。介紹了狀態(tài)誤差PCH控制器求取原理，求取了系統(tǒng)機側和網側的狀態(tài)誤差PCH控制器。
　　第五，在Matlab/Simulink環(huán)境下建立了雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，對求取的狀態(tài)P