[发明专利]一种双馈风电系统的无源积分滑模控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双馈风电系统控制方法，尤其是一种双馈风电系统的无源积分滑模控制方法，属于风电控制技术领域。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题的日益严重，风能作为一种绿色可再生能源受到各界高度重视。风力发电技术逐步成熟完善，其中以双馈电机实现变速恒频风力发电的技术因其实用性和高效性得到广泛应用。DFIG是一类典型的非线性、多变量、强耦合的高阶系统，由于存在风速的时变性、负载的不确定性以及机械阻尼随转速变化等影响，实际应用对其控制要求不断提高，传统的反馈线性化方法已很难满足复杂条件下DFIG稳定有效运行的需求。

无源性控制(PBC)因其控制器设计简单且具有较强的鲁棒性，已在DFIG的控制中得到广泛应用。它是一种基于能量的控制方法，通过配置无功分量以加快系统能量耗散，来实现系统能量和状态的渐近跟踪。滑模控制因其较强的鲁棒性和良好的动静态响应特性常常被用于DFIG的控制。现有的滑模控制包括到达阶段和滑动阶段两部分，由于系统滑动模型没有到达滑动面，到达阶段系统的状态不确定且易受系统参数变化和外界扰动的影响，系统的动态输出没有处于最佳状态。

发明内容

本发明的目在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种双馈风电系统的无源积分滑模控制方法，该方法结构简单，能在保证系统稳定的基础上实现期望的控制性能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种双馈风电系统的无源积分滑模控制方法包括如下步骤：

(a)建立双馈风力发电机Euler-Lagrange数学模型，并对建立的双馈风力发电机Euler-Lagrange数学模型严格无源性进行分析；

(b)以能量平衡的关系为出发点，在步骤(a)双馈风力发电机Euler-Lagrange数学模型的基础上利用阻尼注入方法构成电流反馈无源控制器；

(c)将改进的积分滑模控制方法作为步骤(b)所述电流反馈无源控制器外环转速控制方法，所述改进的积分滑模控制方法是在传统的滑模面中加入具有非零初始点的积分项，保证滑动面一开始就为零。

所述步骤(a)中建立双馈风力发电机Euler-Lagrange数学模型的方法如下：

首先建立DFIG在同步旋转dq坐标系下的数学模型：

usdusqurdurq=Rs+lsp-w1LsLmp-w1Lmw1LsRs+Lspw1LmLmpLmp-wsLmRr+Lrp-wsLrwsLmLmpwsLrRr+Lrpisdisqirdirq---(1)]]>