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专利号: 2016100164617
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双馈感应风电机组非线性分数阶自抗扰阻尼控制方法,其特征是,它包括以下步骤:

1)建立含双馈感应风电机组(Doubly Fed Induction Generators),缩写DFIG的多机系统数学模型;

其中:δi为第i台发电机的功角,ωi为第i台发电机的角速度,ω0为第i台发电机的额定角速度, 为第i台发电机的角速度导数,Hi为第i台发电机的惯性时间常数,Pmi为第i台发电机的机械功率,Pei为第i台发电机的电磁功率,Di为第i台发电机的阻尼系数,PeB1为网络中节点发电机的电磁功率,Pwi为网络中第i台风机的有功功率,A1,A2,A3,A4,为网络参数分块矩阵;

2)通过微分同胚映射构建含分数阶系统的数学模型;

选取参考状态变量为:

其中e为参考状态变量,△δj为第j台同步发电机的功角变化量,△ωj为第j台同步发电机的角速度变化量, 为第j台同步发电机的角速度导数,n为发电机台数;

进行微分同胚映射,定义如下:

其中:p1,p2为映射后的状态变量,ci,ki为比例系数,l为e包含变量的个数,n为发电机台数,D-α为分数阶微积分算子,α为分数阶微积分算子系数, 别为p1,Δδj,Δωj一阶导数, 为第j台同步发电机角速度二阶导数;u为控制输入,gj(x)为 的控制输入u的系数部分,fj(x)为 的非控制输入部分,d为p2的控制输入u的系数部分,a为p2的非控制输入部分;

3)通过设计自抗扰控制(Auto Disturbance Rejection Controller),缩写ADRC中的扩张状态观测器(Extended State Observer),缩写ESO对预控变量p2中含有的系统参数和状态变量进行补偿;

构造二阶ESO估计系统中包含的许多参数和状态变量,具体表达式如下:其中:λ,α1,α2,δ为控制变量;m1,m2为扩张变量,fal为非线性函数,β01,β02为比例系数,b0为控制输入系数;

不确定性因素通过可调参数m2,β01,β02,δ动态补偿;

非线性函数定义如下:

其中:λ,α,δ为控制变量,sign为符号函数;

4)分数阶自抗扰Fractional order-Auto Disturbance Rejection Controller,缩写FADRC控制律的选取;

在ESO反馈线性化后,设计一阶系统的非线性状态误差反馈律(Nonlinear State Error Feedback),缩写NLSEF数学模型为:

其中:λ1,α3为控制变量,β1为比例系数,u0为非线性状态误差反馈律,u’为控制律,得到最终的控制律即为: