蔡超豪

(沈阳工程学院，辽宁沈阳 110136)

0 引言

能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。风力发电是一种无污染的绿色电力，由于无刷双馈风力发电机的特殊结构，降低了维护费用，提高了运行的可靠性，已成为风力发电研究的主要方向。

无刷双馈风力发电机运行于不同风速时有着不同的控制目标:当其运行于额定风速以上时，要求保持输出功率平稳;运行于额定风速附近时，要求保持转速稳定，实现恒转速运行;运行于额定风速以下时，要求实现最大风能捕获。由于气动性能的影响，无刷双馈风力发电机具有较强的非线性，此外，其转动惯量大、工作风速范围宽、发电机温度和转轴机械阻尼不断变化，数学模型复杂，因而实现精确控制较为困难。目前国内已发表的文献中有自抗扰功率解耦控制［1］、有功和无功功率控制［2］、最大风能追踪控制［3］、滑模变结构控制［4］、模糊控制［5］等，都取得了一定效果，但引入先进控制理论的文章还不多。H∞控制理论在系统建模和控制器设计过程中考虑了不确定性对系统的影响，利用解析方法设计控制器，能够使所有被控对象均能满足期望的性能指标，因此本文着力分析无刷双馈风力发电机全风速范围的H∞控制。

本文介绍了以下三部分内容:(1)利用基于等效旋转控制绕组的矢量控制模型，应用直接反馈线性化构建鲁棒控制模型，将线性化后估计出的非线性项的上界作为不确定项处理;(2)按H∞鲁棒控制理论，采用MATLAB工具箱进行求解，得出具备参数摄动鲁棒镇定性能和干扰抑制性能的最优控制器;(3)用实例和仿真验证该控制算法的有效性。……