MP-MMC驱动六相永磁同步风力发电机分数阶PID控制研究

摘要：

针对多相模块化多电平变流器(MP-MMC)驱动多相发电机,在Y移30度六相永磁同步发电机(PMSG)旋转坐标系下的数学模型基础上,引入了分数阶PID控制器.分数阶PID控制器相比整数阶PID控制器增加了两个控制自由度,即主要影响控制系统稳态性能的积分阶次λ和主要影响控制系统动态性能的微分阶次μ,使得分数阶PID控制器的设计更加灵活.在MMC内部能量均分部分采用分数阶PID控制器可使得子模块电容电压峰峰值及其谐波畸变率降低,进而输出电压波形得到改善;也使得MMC的桥臂环流峰峰值降低,环流波形得到改善.在发电机转速侧,发电机定子的d、q轴电流闭环控制侧部分采用分数阶PID控制器可使发电机转速动态性能与稳态性能进一步改善.在z1和z2子空间的谐波分量控制部分采用分数阶PID控制器可使得系统谐波影响更小,控制效果更佳.最后,仿真和实验结果验证了分数阶PID控制器具有良好的控制性能,可进一步提升了六相PMSG-MMC系统的运行能力.

关键词：六相永磁同步发电机、模块化多电平变流器、分数阶PID控制、矢量控制、闭环均压控制、优化运行

所属期刊栏目：26

分类号：TM315(电机)

资助基金：国家自然科学基金52077135

在线出版日期：2023-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：93-107