【摘要】：開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)(Switched Reluctance Generator,SRG)作為風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的新型發(fā)電機(jī),由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)逐漸成為現(xiàn)今的研究熱點(diǎn)。但由于其特殊的物理結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型,使得開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的控制效果難以提升。目前常用的開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)控制方法是對(duì)開(kāi)關(guān)角度、相電流、端電壓等參數(shù)進(jìn)行控制,但這些方法控制精度低、輸出電能質(zhì)量較差。因此,為了提高開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電能輸出質(zhì)量以及穩(wěn)定性,本文制定了最優(yōu)開(kāi)關(guān)角知識(shí)庫(kù)搭配基于改進(jìn)迭代學(xué)習(xí)控制的雙閉環(huán)控制策略這一控制方案,并對(duì)此方案的有效性和可靠性進(jìn)行深入探究。開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)具有非線性、強(qiáng)耦合、可控參數(shù)眾多等特性,本文詳細(xì)解析了其運(yùn)行過(guò)程中各變化量之間的關(guān)系,建立數(shù)學(xué)模型。根據(jù)電流變化情況揭示開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。分析對(duì)比現(xiàn)今常用控制方法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇開(kāi)關(guān)角、相電流等作為本文控制方案的研究方向。為了提升開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的發(fā)電質(zhì)量,本文設(shè)計(jì)了基于差分進(jìn)化人工蜂群優(yōu)化算法的最優(yōu)開(kāi)關(guān)角知識(shí)庫(kù)。依據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的不同,動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)開(kāi)通角與關(guān)斷角,使得發(fā)電機(jī)運(yùn)行于最佳狀態(tài),有效提升發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力。針對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)輸出電壓波動(dòng)嚴(yán)重的問(wèn)題,本文借助迭代控制學(xué)習(xí)算法高效追蹤期望軌跡這方面的優(yōu)勢(shì),提出了基于改進(jìn)迭代學(xué)習(xí)控制算法的電壓電流雙閉環(huán)控制方法,采用基于銅損最小原則的電流分配策略確定各相電流的理想軌跡,經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的迭代學(xué)習(xí)控制器對(duì)其進(jìn)行追蹤,使得實(shí)際相電流軌跡與理想軌跡完全匹配,再結(jié)合電壓反饋控制可以有效抑制輸出電壓的波動(dòng)。針對(duì)本文提出的控制方案,搭建開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最優(yōu)開(kāi)關(guān)角知識(shí)庫(kù)可以有效的提升發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能,在保持較高輸出功率和能量轉(zhuǎn)化效率的前提下,改善轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。同時(shí),仿真結(jié)果也充分說(shuō)明了基于改進(jìn)迭代學(xué)習(xí)控制的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)態(tài)精度,較快的響應(yīng)速度以及良好的抗擾動(dòng)能力,保證系統(tǒng)輸出穩(wěn)定可靠。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM352
【圖文】：

圖 2.1 三相（12/8 極）開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)工作原理圖相 12/8 極開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的工作原理圖，圖中 U 為外接開(kāi)關(guān)管。假設(shè)發(fā)電機(jī)所處位置如圖 2.1 所示，轉(zhuǎn)子在原動(dòng)動(dòng)。此時(shí)為 A-A′相繞組勵(lì)磁，即閉合 S1、S2，直流電A 極出發(fā)，經(jīng)過(guò)氣隙、轉(zhuǎn)子 a 極、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子 a′極

圖 2.2 繞組電感與轉(zhuǎn)子位置對(duì)應(yīng)關(guān)系圖示為單相繞組電感 L 與轉(zhuǎn)子位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。圖中將轉(zhuǎn)子中心線重合的位置定義為轉(zhuǎn)子初始位置（ 0）。1 、2 分子極上臨近邊沿處于相同位置的狀態(tài)，由于 到 的過(guò)程中對(duì)，因此繞組電感值保持不變，恒為最小值 Lmin。轉(zhuǎn)子運(yùn)行

圖 2.5 SRG 功率變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可控參數(shù)，根據(jù)控制參數(shù)的不同主要可以分為三種ngle Position Control,APC）；電流斬波控制（Curren制控制（PWM）。下面對(duì)各控制方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明置控制（APC）

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2768974