[發明專利]雙饋風力發電機直流并網系統的抗干擾控制方法及系統

在審

• 申請號: 202310272324.X
• 申請日: 2023-03-16
• 公開（公告）號: CN116417987A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 孫玉亮;閆紹敏;蔡彬;武玉強;張中才
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學
• 主分類號: H02J1/12
• 分類號: H02J1/12;H02P9/00;H02P21/00;H02P21/13;H02P101/15;H02P103/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王雪

1.雙饋風力發電機直流并網系統的抗干擾控制方法，其特征在于，包括：

構建雙變流器雙饋風力發電機的動力學模型；

基于雙變流器雙饋風力發電機動力學模型，確定雙變流器雙饋風力發電機的控制目標及控制目標的狀態變量；

構建基于高增益擾動觀測器的單回路PID反饋控制器，對雙變流器雙饋風力發電機進行輸入輸出反饋線性化，解耦為四個子系統，并利用高增益擾動觀測器對雙饋風力發電機子系統進行擾動狀態估計；

根據擾動狀態估計結果進行實時干擾補償，實現對雙變流器雙饋風力發電機的抗干擾控制。

2.如權利要求1所述的雙饋風力發電機直流并網系統的抗干擾控制方法，其特征在于，所述雙變流器雙饋風力發電機的動力學模型，具體為：

其中，u_sd、u_sq、u_rd、u_rq、i_rd、i_rq、ψ_sd、ψ_sq分別是定子和轉子在dq坐標系中的電壓、電流和磁通，R_s、R_r分別是定子和轉子繞組電阻，L_s、L_r、L_m分別是定子轉子電感和互感，ω_r是轉子角速度，ω₁是同步角速度，n_p、J分別是電機的極對數和慣性矩T_m是機械轉矩；其中系數C_a＝(L_rL_s-L_m²)/L_s、C_b＝L_m/L_s。

3.如權利要求1所述的雙饋風力發電機直流并網系統的抗干擾控制方法，其特征在于，所述基于雙變流器雙饋風力發電機動力學模型，確定雙變流器雙饋風力發電機的控制目標及控制目標的狀態變量，包括：

以雙饋風力發電機的最大功率點跟蹤為控制目標；

選擇轉子角速度和轉子電流作為最大功率點控制的狀態變量，選擇定子磁通作為定子側變流器穩定控制的狀態變量；

以轉子角速度、轉子電流和定子磁通作為系統輸出實現單回路控制器，代入到雙變流器雙饋風力發電機動力學模型，確定控制輸入。

4.如權利要求1所述的雙饋風力發電機直流并網系統的抗干擾控制方法，其特征在于，構建基于高增益擾動觀測器的單回路PID反饋控制器，對雙變流器雙饋風力發電機進行輸出反饋線性化，解耦為四個子系統，具體為：

其中，

其中，由矩陣B可知，ψ_sq≠0，T_m＝P_wt/ω_m是風速和轉子轉速的函數。

5.如權利要求1所述的雙饋風力發電機直流并網系統的抗干擾控制方法，其特征在于，所述利用高增益擾動觀測器對雙饋風力發電機子系統進行狀態估計，具體為：

考慮解耦后的四個子系統的內外擾動，定義四個集中擾動狀態(Λ₁,Λ₂,Λ₃,Λ₄)；

利用高增益擾動觀測器對四個集中擾動狀態進行估計。