风柴独立微电网频率H_2/H_∞优化控制研究

受风能和负荷不断变化的影响,风柴互补的独立孤岛型微电网会出现频率的大幅度波动。为保证微电网的正常运行,设计了一种H_2/H_∞控制器对柴油发电机进行有功功率调节,平衡由于风能和负荷的变化而引起的功率偏差,实现微电网的频率控制。H_2/H_∞控制器综合了两种性能指标的优点,其中,采用H_2性能指标使系统获得较好的动态性能,采用H_∞性能指标提高系统抑制随机干扰的能力,使系统对风电及负荷扰动等随机干扰既有较强的鲁棒性,又保证具有较好的动态性能。仿真结果表明,加入了H_2/H_∞控制后,微电网的频率变化能够控制在要求的范围内,避免了因负荷、风电相互作用而引起的频率波动,保障了微电网的安全、稳定运行。

无速度传感器DFIG最大风能捕获终端滑模优化控制

针对双馈风力发电机(DFIG)这类复杂的强耦合、非线性系统,利用Backstepping终端滑模设计控制器实现最大风能捕获.采用微分跟踪器(TD)安排参考输入信号,解决初始误差大的问题.基于电流方程设计扩张状态观测器(ESO),对磁链和转速进行估计,以降低磁链和转矩脉动,实现无传感器运行,并对耦合等扰动项进行观测且加以补偿,从而简化Backstepping终端滑模控制器的设计.针对控制器和观测器中待整定参数较多的问题,利用萤火虫算法(FA)进行参数寻优.结果表明:该方案能够实现无静差跟踪,提高了系统的控制精度.

无速度传感器DFIG最大风能捕获Backstepping终端滑模控制

以双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,将两相同步旋转坐标系下的转子磁链定向数学模型看作两个子系统,分别设计Backstepping终端滑模控制器,实现最大风能捕获。设计一种基于非奇异终端滑模的DFIG转速和磁链观测器,采用高阶终端滑模面有效抑制抖振。仿真结果表明所设计的观测器和控制器均具有强鲁棒性,能实现无静差跟踪,系统响应快,稳态精度高。

基于IPSO算法的独立微电网频率H_2/H_∞控制

受风能和负荷不断变化的影响,风柴互补的独立孤岛型微电网会出现频率的大幅度波动。为保证微电网的正常运行,设计了一种基于IPSO算法的H_2/H_∞控制器对柴油发电机进行有功功率调节,平衡由于风能和负荷的变化而引起的功率偏差,实现微电网的频率控制。采用H_2/H_∞混合控制方法能较好地兼顾系统的鲁棒性和系统性能问题。采用IPSO算法优化控制器,可解决PSO算法易陷入局部最优的问题,进而达到全局最优。仿真结果表明,加入了基于IPSO算法的H_2/H_∞控制后,微电网的频率变化能够控制在要求的范围内,避免了因负荷、风电相互作用而引起的频率波动,保障了微电网的安全、稳定运行。

基于模糊自适应观测器的DFIG最大风能捕获模糊终端滑模控制

以双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,基于两相同步旋转坐标系下DFIG的数学模型,设计模糊自适应观测器对DFIG的转子角速度进行实时观测。解决了比例+积分自适应律中采用固定增益影响观测效果的问题,省去了测速装置。根据最大风能捕获原理设计转速控制器。为提高系统的鲁棒性和控制精度,对解耦后的DFIG转子模型采用模糊终端滑模方法进行控制,有效地抑制系统的抖振现象,并在有限时间内实现无静差跟踪,也确保了观测值的准确性。仿真结果验证了该方法有效性。