张晟铵 张永昌 焦健 蒋涛

基于转子电流模型参考自适应的双馈电机无位置传感器预测功率控制

张晟铵1张永昌2焦健3蒋涛2

(1. 北方工业大学电力电子与电气传动北京市工程研究中心 北京 100144;2. 华北电力大学电气与电子工程学院 北京 102206；3. 北京交通大学电气工程学院 北京 100044)

双馈电机以其变流器功率小、有功无功控制灵活、能量双向流动等优点在风力发电系统中得到了广泛应用。现有的矢量控制需要对多个PI系数进行整定，还需要安装位置传感器来获得转子位置和转速，在增大电机体积和成本的同时降低了系统的可靠性。为此，提出一种无需PI整定和安装位置传感器的新型解决方案。首先，在解析推导定子侧复功率微分的基础上，基于功率无差拍控制的思想直接计算得到转子侧的电压参考值，无需任何控制器整定工作。其次，通过比较实测转子电流和基于定子磁链电流模型的估计转子电流，构造了基于转子电流模型参考自适应的位置估计方法，从而实现了无位置传感器控制。试验结果表明，所提出的方法在次同步、超同步和功率阶跃等各种工况下都能够较好地跟踪实际位置和转速，并且具有优异的稳态性能和快速的动态响应，为双馈电机风力发电系统提供了一种低成本、高性能、易于应用的解决方案。

双馈电机；位置观测器；无差拍预测控制

1 引言

随着硬件处理器的飞速发展，模型预测控制(Model predictive control, MPC)[1]以其原理简单、多变量控制和易于处理非线性约束等优点，吸引了众多电力电子领域学者进行深层次的研究。……