基于扩展H∞滤波方法的无位置传感器DD-PMSG的转子位置和速度鲁棒估计

摘要

直驱永磁同步电机(direct-driven permanent magnetsynchronous generator, DD-PMSG)具有结构较简单，发电效率较高，运行可靠性好等优点，已成为现代大型变速恒频风电机组主要的发展方向之一。DD-PMSG转速控制需要对发电机转速和位置进行测量，而大型风力发电系统的发电机往往位于远离地而的塔架顶端，测速传感器的使用对于机组的维护和检修非常不利，这促使人们开始关注能通过其它手段估计转速和位置的方法。针对无位置传感器DD-PMSG系统中,扩展Kalman滤波方法鲁棒性不高的问题,提出一种基于扩展H∞滤波(Extended H∞ Filtering,EHF)算法的转子速度估计方法.通过将模型转化为由发电机机电状态和定子参数组成的增广方程的形式,对该增广模型应用基于博弈理论(Game Theory)的离散扩展H∞滤波,可同时辨识出发电机的机电状态和定子不确定参数动态,后者参与到了发电机状态的迭代过程中,使得估计发电机参数不确定的鲁棒性得以改善.通过与EKF方法的仿真结果进行比较,验证了本文方法具有较强的鲁棒性,同时与EKF方法具有差不多的计算量,可方便由现有的EKF算法进行扩展.