雙饋風力發電機無速度傳感器控制研究
摘 要:間接利用定子、轉子電流間的比例關系,分析轉子電流和轉子位置觀測之間的關系,提出了一種基于PQ功率轉子位置觀測法的DFIG矢量控制策略,這種控制策略克服了其他速度觀測方式在同步速運行時觀測不準的缺陷,具有較寬廣的運行范圍,能夠取得與有速度傳感器控制相似的穩態性能。較后構建了DFIG仿真與實驗平臺,對所述無位置傳感器控制
策略進行了仿真與實驗驗證。仿真結果和試驗結果證明了這個控制方法的正確性與有效性。
關 鍵 詞:風力;速度傳感器;雙饋;異步發電機;控制
1 引 言
變速恒頻雙饋發電機對無功、有功功率均可調,對電網有穩壓、穩頻的作用,常使用矢量控制技術,需要獲得發電機的轉子位置和速度信號。轉子的位置和速度可以通過光電編碼器得到,但會增加成本和復雜性,且環境適應性較差[1-3]。因此尋求無速度傳感器控制方法很有意義。
DFIG的數學方程中含有轉速信息[4],速度觀測方法可從數學模型出發,通過檢測電機的電壓和電流,得到DFIG轉子位置角度和速度信號,從而省去特殊硬件設備降低成本。
近年來,國內外學者提出了很多種雙饋電機速度觀測方法:電機模型計算法[5],PI調節法[6],基于轉子轉矩電流反饋的速度觀測方案[7],基于轉矩角的觀測方案[8],基于定子勵磁電流的速度觀測方案[9,10],基于模型參考自適應系統(MRAS) 的轉速觀測方法等[1113]。現今對DFIG無速度傳感器的研究都集中在幾種閉環速度觀測方式,存在要構造觀測器,系統調節和求解過程相對復雜等不足,限制了在DFIG領域的應用。
本文間接利用定、轉電流間的比例關系,分析轉子電流和轉子位置觀測之間的關系,提出了基于PQ功率轉子位置觀測法的DFIG矢量控制策略,這種控制策略克服了其他速度觀測方式在同步速運行時觀測不準的缺陷,具有較寬廣的運行范圍,設計簡單,易于實現。

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