新型直接功率控制算法在双馈风电平台应用

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1、第44卷第6期电力电子技术Vo1．44．No．62010年6月PowerElectronicsJune2010新型直接功率控制算法在双馈风电平台的应用潘卫明，姚春光，徐殿国，马洪飞(哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001)摘要：结合传统双馈发电机(DYIG)矢量控制与直接功率控制，提出了一种基于无差拍控制的直接功率控制策略。该算法结合定子有功、无功功率给定值，在定子电压定向的坐标系下通过无差拍控制直接得到所需电压矢量，既避免了传统双闭环中电流环带宽对系统快速性的不利影响，又克服了传统直接功率控制中开关频率不确定所带来的不便。同时该方法利用电流观测器对电流进行预测，从

2、而提前计算电压矢量，极大地消除了计算延时在系统中造成的滞后。最后通过试验证实了该控制策略的有效性。关键词：双馈电机；直接功率控制；无差拍中图分类号：TM33文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)06—0010—03ANovelDirectPowerControlStrategyUsedinDFIG．basedWindGenerationPlatformPANWei-ming，YAOChun—guang，XUDian-guo，MAHong-fei(HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstrac

3、t：Anoveldirectpowercontrolstrategybasedondeadbeatalgorithmisproposed，whichisdeducedfromthePIcontrolstrategyandtheconventionaldirectpowerstrategyofdoublyfedinductiongenerator(DFIG)windpowersystem．Theexpectedvoltagevectoriscalculatedfromthegivenvalueofreactiveandactivepowerofthegenerator’

4、Sstatorunderthegridvoltageorientedaxis．Thisnewmethodimprovesthetransientperformancebyeliminatingtimedelaycausedbythecurrentloopandoutwitstraditionaldirectpowercontrolbecauseoftheconstantconve~erswitchingfrequency．Thepredic-tivecurrentvalueiscalculatedbyasimplecurentobserverandinthiswayt

5、heexpectedvoltagevectorcanbepredictedonesampleperiodahead，whicheliminatesthetimedelaycausedbycalculation．Theexperimentalresultsprovethevalidityofthismethod．-Keywords：doublyfedinductiongenerator；directpowercontrol；deadbeatFoundationProject：SupposedbytheNationalNaturalScienceFound~ionofCh

6、ina(No．50877017)；DELTAEnvironmentandEducationFound~ion“PowerElectronicsScience，TechnologyandEducationDevelopmentPlan”(No．DREK2008005)1引言器设计带来麻烦。为此，提出了许多固定开关频率目前变速恒频双馈风力发电系统主电路采用背的控制策略[3]。文中的算法就是在双馈电机(DFIG)靠背结构与电网相连，其中机侧变换器的主要作用数学模型基础上得到的一种基于无差拍算法的定开是在实现变速恒频运行的同时控制定子输出有功、关频率直接功率控制策略。无功功率

7、跟随给定要求。传统矢量控制策略是在并无差拍控制是在一个采样周期内使控制变量达网后采用功率、电流双闭环PI控制器实现对定子侧到期望值，具有较快的响应速度，适合现在广泛采用功率的控制。然而由于控制器设计受到系统固有特的计算机控制系统。传统直接功率控制的目标是将性尤其是电流环带宽的影响，使得闭环系统快速性转矩和磁链限制在一个误差带内。而无差拍直接功受到约束[1-2]。直接功率控制通过Bang．Bang控制，由率控制是让定子功率在一个采样周期结束时与给定功率与转子磁链的关系直接由开关向量表得到变换值的误差为零。在此提出一种无差拍直接功率控制器开关状态，避免了