永磁同步風力發電機的自抗擾控制
曹夢瑩1，余淼2，李娟1，王晨豪1，徐怡雯1
（1 揚州大學 水利與能源動力工程學院，江蘇 揚州 225127；2 江蘇省水利勘測設計研究院有限公司，江蘇 揚州 225129）
摘 要：針對永磁同步風力發電機系統存在的建模誤差、內部模型的不確定性、外界環境的多重擾動等問題，提出一種不依賴于數學模型、抗干擾能力強且易于實現的復合自抗擾控制方法。該方法以實現最大功率跟蹤為控制目標，采用自抗擾控制，基于最佳葉尖速比調控電機轉速，利用擴張狀態器實時估計系統總干擾，且通過前饋通道進行干擾補償，從而提高轉速跟蹤能力，并結合傳統PI 進行反饋控制，來提高系統運行的穩定性。仿真結果表明，在不同風速情況下，相比傳統的PI 控制方法，自抗擾控制方法能夠更好地實現系統的最大功率輸出，有效提高了系統的魯棒性和抗干擾能力。
關鍵詞：自抗擾控制；永磁同步風力發電機；最大功率點跟蹤；最佳葉尖速比
中圖分類號：TM315 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2017)08-0001-07
Active Disturbance Rejection Control of Permanent Magnet Synchronous Wind Power Generation System
CAO Meng-ying1, YU Miao2, LI Juan1, WANG Chen-hao1, XU Yi-wen1
（1 School of Hydraulic Energy and Power Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China;
2 Jiangsu Surveying and Design Institute of Water Resources Co., Ltd, Yangzhou 225129, China）
Abstract: Considering the problems such as modeling error, internal model uncertainty and multiple disturbance of external environment in the permanent magnet synchronous wind power generation system, this paper proposed a complex active disturbance rejection control method with high performance of anti-interference which was independent of mathematical model and easy to implement. To track the maximum power, the active disturbance rejection control was used to adjust the motor speed based on the optimum tip speed ratio, the extended state observer was used to estimate the total disturbance of the system in real time and the interference was compensated through the feedback controller to improve the speed tracking capability. The system was combined with the traditional proportion integration (PI) control to improve the stability of the system operation. The simulation results show that under the conditions of different speeds, compared the traditional PI control method, the active disturbance rejection control method can realize the maximum power output of the system, which improves the robustness and anti-interference ability of the system.
Key words: active disturbance rejection control; permanent magnet synchronous wind power generation system; maximum power point tracking; optimum tip speed ratio
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