永磁同步发电机自适应分数阶PID控制设计

被引：34

作者：

杨蕾 ^{[1
]}

李胜男 ^{[1
]}

黄伟 ^{[2
]}

张丹 ^{[2
]}

马红升 ^{[1
]}

许守东 ^{[1
]}

杨博 ^{[3
]}

余涛 ^{[4
]}

机构：

[1] 云南电网有限责任公司电力科学研究院

[2] 云南电网有限责任公司电力调度控制中心

[3] 昆明理工大学电力工程学院

[4] 华南理工大学电力学院

来源：

电力系统保护与控制 | 2020年 / 48卷 / 09期

关键词：

永磁同步发电机; 自适应分数阶PID控制; 最大功率跟踪; 高增益状态-扰动观测器;

D O I：

10.19783/j.cnki.pspc.190731

中图分类号：

TM341 [同步电机];

学科分类号：

080802 [电力系统及其自动化];

摘要：

设计了一款新型自适应分数阶比例-积分-微分(AdaptiveFractional-OrderProportional-Integral-Derivative,AFOPID)控制,以实现永磁同步发电机(PermanentMagneticSynchronousGenerator,PMSG)的最大功率追踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)。首先,将发电机非线性、参数不确定性、未建模动态以及随机风速聚合成一个扰动,并通过高增益状态-扰动观测器(High-Gain State and Perturbation Observer, HGSPO)对其在线估计。随后,采用分数阶PID(Fractional-Order Proportional-Integral-Derivative, FOPID)控制对该扰动估计进行完全补偿,以实现不同工况下全局一致的鲁棒控制性能。AFOPID控制较传统PID控制而言具有更出色的MPPT性能,且其无需精确的PMSG模型,仅需测量d轴电流和机械转速,易于实现。通过阶跃风速和随机风速两个算例,对AFOPID的控制性能与PID控制、FOPID控制和反馈线性化控制(Feedback Linearization Control, FLC)进行了对比。仿真结果验证了AFOPID控制的有效性和鲁棒性。

引用

页码：49 / 58

页数：10

共 21 条

[1]

Passivity-based sliding-mode control design for optimal power extraction of a PMSG based variable speed wind turbine.[J].Bo Yang;Tao Yu;Hongchun Shu;Yuming Zhang;Jian Chen;Yiyan Sang;Lin Jiang.Renewable Energy.2018,

[2]

Perturbation observer-based adaptive passive control for nonlinear systems with uncertainties and disturbances [J].

Yang, B. ;

Jiang, L. ;

Zhang, C. K. ;

Sang, Y. Y. ;

Yu, T. ;

Wu, Q. H. .

TRANSACTIONS OF THE INSTITUTE OF MEASUREMENT AND CONTROL, 2018, 40 (04) :1223-1236

[3]

Experimental enhancement of fuzzy fractional order PI+I controller of grid connected variable speed wind energy conversion system.[J].Antar Beddar;Hacene Bouzekri;Badreddine Babes;Hamza Afghoul.Energy Conversion and Management.2016,

[4]

Perturbation estimation based coordinated adaptive passive control for multimachine power systems.[J].B. Yang;L. Jiang;Wei Yao;Q.H. Wu.Control Engineering Practice.2015,

[5]

Conventional and novel control designs for direct driven PMSG wind turbines.[J].Shuhui Li;Timothy A. Haskew;Ling Xu.Electric Power Systems Research.2009, 3

[6]

Decentralized adaptive control of interconnected non-linear systems using high gain observer [J].