变风速下永磁同步发电机无源线性反馈控制设计

摘要：

为了实现永磁同步发电机(permanent magnetic synchronous generator,PMSG)的最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT),文章设计了一款无源线性反馈控制(passivity-based linear feedback control,PBLFC).首先,基于无源控制理论构建能量函数,通过详细分析系统各项的物理意义,保留有益系统的非线性项以改善其暂态响应特性.其次,引入线性反馈控制作为额外输入,通过能量重塑使得能量函数中的能量得以快速耗散,进而使PMSG能在快速时变风速下有效实现MPPT.此外,对闭环系统稳定性进行了深入分析,验证了闭环系统的稳定性.最后,进行了4个算例研究,即阶跃风速、随机风速、电网电压跌落和参数不确定.仿真结果表明,与矢量控制(vector control,vC)、反馈线性化控制(feedback linearization control,FLC)相比,PBLFC在各种工况下均能快速稳定地捕获最大风能,且其故障穿越(fault ride-through,FRT)和鲁棒性得到明显改善.

关键词：永磁同步发电机、最大功率跟踪、故障穿越、能量函数、无源线性反馈控制

所属期刊栏目：41

分类号：TM73(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家自然科学基金项目;多直流与高比例新能源的云南电网稳控拓展技术研究;闭环仿真平台

在线出版日期：2020-05-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：66-74