双馈风电机组网侧变换器哈密顿控制器设计

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1、第29卷第9期计算机仿真2012年9月文章编号：1006—9348(2012)09—0328—04双馈风电机组网侧变换器哈密顿控制器设计王翠1．王冰L2(1．河海大学能源与电气学院，江苏南京211100；2．河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究巾心，江苏南京211100)摘要：风力发电机组的发电过程，是通过网侧变换器输送稳定电压。由于电压受到变换器系统电感参数变化的影响，电压发生波动。为了抑制直流母线电压波动，提高母线电压的静态稳定性和动态响应速度，提出采用哈密顿能量理论的控制器设计方法，将网侧变换器的非线性系统转化为

2、哈密顿系统模型，对双馈风力发电机组网侧变换器进行设计，使得系统的静态和动态性能得到改善。在Matlab上进行仿真，结果表明，改进的控制方法结构简单，系统稳定性好，且具有较强的鲁棒性，使电压波动小，能够快速稳定控制直流母线电压。关键词：风力发电；双馈发电机组；哈密顿能量理论中图分类号：TM614文献标识码：BHamiltonianControllerDesignforGrid——SideConverterofDoublyFedWindTurbineWANGCui1．WANGBin91’。(1．CollegeofEnergya

3、ndElectricalEngineering，HehaiUniversity，NanjingJiangsu211100，China；2．RenewableEnergyPowerGenerationTechnologyEngineeringResearchCenterofEducationMinistry，HehaiUniversity，NanjingJiangsu211100，China)ABSTRACT：Thegrid-sideconverterisusedtodeliverandstabilizethevoltage

4、whenwindturbinesgeneratepower．Thevoltagefluctuateswiththechangeoftheinductanceparametersoftheconvenersystem．Forstabilizingthefluctu-ationsandimprovingthestaticstabilityanddynamicresponseoftheDCbusvoltage，thecontrollerdesignbasedonHamiltoniantheorywasproposed，where

5、thenonlinearmodelofgrid-sideconvenerwastransformedintotheHamilto-nianmodelandthegrid-sideconvenercontrollawofdoublyfedwindturbinewasdesigned．sothatthestaticanddy—namicpropertiesoftheclosed-loopsystemwereimproved．ViatheMatlabsimulation，theresultsshowthattheHam—ilto

6、nianenergyapproachcanprovideasimplecontrollerconstruction，andtheclosed—loopsystemhasexcellentstabil—ityandrobustness，suchthatthevoltagefluctuationisrestrainedandtheDCbusvoltageisstabilizedquickly．KEYWORDS：Windpower；Doublyfedwindturbine；Hamihonianenergytheory1引言交流励

7、磁双馈风力发电由于具有功率因数可调、变频装置容量小、效率高等优点，在风力发电中取得了广泛的应用，受到了国内外许多学者的关注。目前，通常采用双PWM控制的交一直一交电压型变频器作为交流励磁发电机的变频励磁电源。在交流励磁双馈风力发电系统中，双PWM变换器具有优良的输入、输出特性和能量双向流动等特点，在交流励磁发电中获得了广泛的研究。三相PWM高频整流是极为关键的技术，网侧整流器的性能将直接影响到整个系统的性基金项目：国家自然科学基金(51007019)；中央高校基本科研业务费专项(2009819014)收稿13期：2011—

8、10—13修回13期：2011—11—28．．．——328---——能。目前，针对网侧变换器控制的研究，已经提出了很多方法。2“3。文献[2]的方法中交流侧的动态响应比较慢，电流中含有直流分量会造成滤波电感的饱和，且易受到变换器系统电感参数变化的影响；文献[3]的方法具有较好的静态性能但没讨论动态性能；