无传感器MRAS控制的变速恒频双馈风力发电研究

"基于MRAS的无传感器变速恒频双馈风力发电系统研究" 变速恒频双馈风力发电系统是现代风能转换技术中的一个重要组成部分，因其经济高效而备受关注。双馈发电机在风力发电中扮演着关键角色，它能够在并网时独立调整其输出频率，从而实现风能的最优捕获。本文深入探讨了这种技术，并建立了双馈发电机的数学模型，这是理解其工作原理和设计控制策略的基础。 无传感器控制是降低成本和提高系统可靠性的关键技术。传统的双馈风力发电系统通常依赖于速度和位置传感器来获取发电机的状态信息，但这些传感器的安装和维护成本较高，且可能引入故障点。因此，文章提出了基于模型参考自适应系统（MRAS）的无传感器矢量控制方法。这种方法利用MRAS算法来估计转子速度和位置，避免了对物理传感器的依赖。 在MRAS中，转子速度和位置角的识别是通过超稳定理论进行的，Popov超稳定性理论确保了辨识过程的稳定性和准确性。自适应律的推导使得系统能够准确跟踪转速变化，同时对电机参数的变动具有良好的鲁棒性，增强了系统对不确定性因素的适应能力。 控制策略上，文章提出了一种有功无功功率解耦的控制策略，这种策略能够独立调节发电机的有功功率（即电能质量）和无功功率（用于维持电网电压稳定），从而优化风能转换效率和电网的稳定性。 仿真结果验证了所提方法的有效性，表明该无传感器控制方案不仅能够实现精确的转速跟踪，还能在电机参数变化和外部扰动下保持系统的稳定运行，这对于实际风力发电系统的应用具有重要的实践意义。这项研究为变速恒频双馈风力发电系统提供了更经济、更可靠的控制解决方案，对于推动风能技术的发展具有积极的贡献。