永磁同步风力发电机的自抗扰控制
曹梦莹1，余淼2，李娟1，王晨豪1，徐怡雯1
（1 扬州大学 水利与能源动力工程学院，江苏 扬州 225127；2 江苏省水利勘测设计研究院有限公司，江苏 扬州 225129）
摘 要：针对永磁同步风力发电机系统存在的建模误差、内部模型的不确定性、外界环境的多重扰动等问题，提出一种不依赖于数学模型、抗干扰能力强且易于实现的复合自抗扰控制方法。该方法以实现最大功率跟踪为控制目标，采用自抗扰控制，基于最佳叶尖速比调控电机转速，利用扩张状态器实时估计系统总干扰，且通过前馈通道进行干扰补偿，从而提高转速跟踪能力，并结合传统PI 进行反馈控制，来提高系统运行的稳定性。仿真结果表明，在不同风速情况下，相比传统的PI 控制方法，自抗扰控制方法能够更好地实现系统的最大功率输出，有效提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力。
关键词：自抗扰控制；永磁同步风力发电机；最大功率点跟踪；最佳叶尖速比
中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：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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