双馈风机系统混沌特性的分析与控制

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1、中图分类号TM712论文编号1006015-0233学科分类号470.4054密级人身礞旁TIANJINUNIVERSITYOFTECHNOLOGY硕士学位论文S.DISSERTATION双馈风机系统混沌特性的分析与控制AnalysisandControlforchaoscharacteristicsofdouble-fedwindgeneratorsystem]iWl

2、--rill咖电气工程电气工程宋爽马幼捷教授天津理工大学研究生部二•—五年独刳牲声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成

3、果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工大學或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论丈作者答名：签孛《期；>^年3刀y9学位办文板权使用援权书本学位论文作者完全了解天津理工大孝有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文

4、的复本和电子文件。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者答名导师答名：灿策签孛q期：寻2月70答孛9期年公月7g分类号：470.4054密级：天津理工大学研究生学位论文双馈风机系统混沌特性的分析与控制（申请硕士学位）学科专业：电气工程研究方向：电力系统及其自动化作者姓名：宋爽指导教师：马幼捷2015年3月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreeAnalysisandControlforchaoscharacterist

5、icsofdouble-fedwindgeneratorsystemBySongshuangSupervisorMayoujieMarch，2015摘要随着全球风电产业的兴起，未来几年，全球风能市场依旧增长潜力巨大，预计到2020年，风电发电能力还会翻番。然而，在以风、光等新能源为代表的新型电力系统迅速发展的背景之下，这些一次能源本身存在的缺陷给其发展带来了诸多问题。风能等一次能源具有典型的间歇性和不稳定性，而通过对分岔、混沌等同样具备随机和不稳定特性的现象的分析和研究，可以为研究者们提供新的思路，进而寻找新的方法，解决线

6、性研究方法中所无法解决的问题。本文研究了以感应电机理论为核心的风机系统混沌特性发生并演变的过程和规律，在此基础之上，寻找合适的控制手段加以调控。本文的主要研究内容及结论如下：1、以间接磁场定向控制（IFOC）策略下的感应电机为核心，建立相应的风机系统为研究对象，选定转子时间常数的倒数的估计值作为目标参数进行观测和分析，设置完系统参数并初步确定其混沌性后，应用拓扑马蹄理论，借助庞伽来截面和庞伽来映射，分析了系统吸引子图像中混沌动态的特性，描述了其吸引子局部运动轨迹中类周期性的“回溯”轨道，定性分析了其中的具体细节和情况。通过

7、改变关键参数，使得系统从稳态步入混沌，展示了系统运行轨迹受内部参数的影响而发生本质变化的过程，有力的验证了研究对象发生混沌的可能性与规律性。2、以双馈异步风机模型为研究对象，引入非线性控制方法中滑模变结构的控制方法。首先介绍了非线性控制的主要内容，以及变结构控制的运作原则，在此基础之上对系统的控制环节进行数值推导和仿真设计，之后结合混沌存在的相关结论，对参数进行关联，进而控制系统的混沌运行模态，并结合吸引子、运行轨迹等图像做具体说明。控制环节的加入，使得系统运行轨迹重新回归稳定运行状态，从而验证了混沌系统的可控性和控制策略

8、的可行性。关键词：风电不稳定性混沌双馈异步电机拓扑马蹄理论滑模变结构控制AbstractWiththeriseofglobalwindpowerindustry,inthenextfewyears,theglobalwindenergymarketisbeingstillhugepotentialforgrowth.By2020,itisexpectedthatwindpowergeneratingcapacitywillbedoubled.However,underthebackgroundofrapiddevelopm

9、entofnewenergysourcessuchaswindandlightasarepresentativeofthenewpowersystem,thesedefectsofprimaryenergybringsmanyproblemstoitselfdevelopment.Primaryener