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在化石能源日益紧缺的背景下,大力开发风力发电已成为世界许多国家的重要能源发展战略,而开发高性能的风力发电机是其中的关键环节。变速变桨双馈异步风电机因集成了变桨距调节、变速恒频、双馈技术、异步电机的诸多优点而成为当前的主流机型。本文以变速变桨双馈异步风力发电机为研究对象,深入研究基于多模型自适应切换系统的变速变桨双馈异步风电系统的建模与控制所涉及的理论和技术问题,具有重要的理论意义和实际应用价值。 本文首先分析了风力发电机的研究现状和发展趋势,介绍了混成系统理论的基本思想,深入分析了混成系统理论中的切换系统理论的基本原理及建模方法;然后,详细分析了变速变桨双馈异步风电系统的混成切换特性,运用切换系统理论建立起变速变桨双馈异步风电系统的混成动态模型,在此基础上,结合多模型自适应控制理论,探索了变速变桨双馈异步风电系统的多模型自适应切换控制策略的基本原理、动态模型库的设计方法和实现技术,并从系统辨识理论出发,详细分析了多模型自适应切换控制系统的稳定性;最后,借助Matlab/Simulink仿真平台搭建起基于多模型自适应切换系统的变速变桨双馈异步风电系统并网运行仿真模型。仿真结果表明,多模型自适应切换控制策略所采用的权值计算方法较好地实现了各子模型间的最佳权值分配,系统输出曲线平滑,模态间过渡平稳,显示出良好的控制性能和动态响应品质,具有一定的自适应能力,进一步验证了理论分析的正确性。 论文从理论上详细论证了运用多模型自适应切换系统理论进行变速变桨双馈异步风电系统建模及控制的科学性、有效性和可行性,这对于变速变桨双馈异步风电系统的进一步开发具有一定的指导意义和参考价值。