本文針對基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(DFIG)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(WECS)在傳感器故障下的運行,基于觀測器設(shè)計了四種容錯控制(FTC)策略。主要工作可以總結(jié)為以下幾個方面:一、提出了一種基于卡爾曼濾波器的容錯控制(KFFTC)策略�；诙ㄗ与妷骸⒍ㄗ与娏骱娃D(zhuǎn)子電流的獨立動態(tài)模型,并行設(shè)計了六個卡爾曼濾波器(KF),在測量噪聲的環(huán)境下估計電壓和電流分量。利用電壓和電流卡爾曼濾波器輸出的估計值和真實的傳感器測量值計算出殘差指標(biāo),設(shè)計故障檢測和識別(FDI)邏輯對傳感器故障進(jìn)行實時診斷,判斷出具體發(fā)生故障的傳感器。基于故障診斷的結(jié)果,利用冗余的卡爾曼濾波器的電壓或者電流估計值,代替發(fā)生故障的傳感器的測量值,在故障期間對控制系統(tǒng)進(jìn)行重置。在并網(wǎng)的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)得到的仿真結(jié)果表明,提出的KFFTC策略能夠準(zhǔn)確地檢測出傳感器故障和識別出故障的傳感器,確保雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在定子電壓、定子電流和轉(zhuǎn)子電流傳感器故障下的容錯運行。二、提出了一種改進(jìn)的容錯控制(IFTC)策略。首先,提出新的定子電流環(huán)矢量控制(SVC)策略,通過調(diào)節(jié)定子電流分量實現(xiàn)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的有功和無功功率的解耦控制,而無需使用轉(zhuǎn)子電流傳感器...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制研究現(xiàn)狀
        1.2.2 觀測器理論研究現(xiàn)狀
        1.2.3 故障診斷與容錯控制研究現(xiàn)狀
        1.2.4 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)容錯控制研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作及各章節(jié)內(nèi)容安排
第二章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與控制
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.3 數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 風(fēng)機模型
        2.3.2 電機模型
        2.3.3 傳動模型
    2.4 控制策略
    2.5 參數(shù)設(shè)置
    2.6 本章小節(jié)
第三章 基于卡爾曼濾波器的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)容錯控制
    3.1 引言
    3.2 卡爾曼濾波器容錯控制
        3.2.1 卡爾曼濾波器
        3.2.2 定子電壓濾波器設(shè)計
        3.2.3 定子電流濾波器設(shè)計
        3.2.4 轉(zhuǎn)子電流濾波器設(shè)計
        3.2.5 容錯控制策略
        3.2.6 仿真分析
    3.3 基于無轉(zhuǎn)子電流傳感器矢量控制的改進(jìn)容錯控制
        3.3.1 轉(zhuǎn)子電流環(huán)矢量控制
        3.3.2 定子電流環(huán)矢量控制
        3.3.3 穩(wěn)定性和魯棒性分析
        3.3.4 改進(jìn)容錯控制策略
        3.3.5 仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于擾動觀測器和兩階段卡爾曼濾波器的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)容錯控制
    4.1 引言
    4.2 擾動觀測器
        4.2.1 反饋線性化
        4.2.2 觀測器設(shè)計
        4.2.3 穩(wěn)定性分析
    4.3 雙饋風(fēng)機輸入輸出線性化
        4.3.1 狀態(tài)空間模型
        4.3.2 輸入輸出線性化
    4.4 基于擾動觀測器的直接功率控制
    4.5 電流傳感器容錯控制
        4.5.1 兩階段卡爾曼濾波器
        4.5.2 定子電流濾波器設(shè)計
        4.5.3 容錯控制策略
    4.6 仿真分析
        4.6.1 參數(shù)設(shè)置
        4.6.2 轉(zhuǎn)子電流傳感器故障
        4.6.3 定子電流傳感器故障
    4.7 本章小結(jié)
第五章 基于故障觀測器的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)容錯控制
    5.1 引言
    5.2 故障觀測器
        5.2.1 觀測器動態(tài)
        5.2.2 穩(wěn)定性分析
    5.3 電流傳感器故障觀測器
        5.3.1 定子電流觀測器設(shè)計
        5.3.2 轉(zhuǎn)子電流觀測器設(shè)計
        5.3.3 網(wǎng)側(cè)電流觀測器設(shè)計
    5.4 容錯控制策略
    5.5 仿真分析
        5.5.1 階躍風(fēng)速下單類型故障
        5.5.2 隨機風(fēng)速下多類型故障
        5.5.3 容錯控制策略性能比較
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3922627