基于滑动模态控制双馈风电机组低电压穿越控制策略研究

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1、第40卷第1期电力系统保护与控制voI．40No．12012年1月1日PowerSystemProtectionandControlJan．1，2012基于滑动模态控制的双馈风电机组低电压穿越控制策略的研究李国庆，钱叶牛，刘曼序(东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012)摘要：针对双馈式风电机组，在分析其动态数学模型的基础上，应用滑动模态控制方法设计出一种新型的低电压穿越控制策略。该方法首先通过选择滑动表面将系统运动过程分成两个阶段(迫近阶段和滑动阶段)，然后结合Lyapunov函数和稳定性定理分别设计了不同阶段的控制策略，并结合起来形成最终的五阶控制策略，最后通过忽略定子

2、磁通量的变化设计出简化的三阶控制策略。利用修改的WSCC一9节点系统对所设计的控制策略进行仿真验证，结果表明所设计的控制策略明显优于传统的矢量控制策略，增强了风电机组的低电压穿越能力，同时还提高了风机并网点电压水平，有利于整个系统在故障发生后恢复稳定运行。关键词：风力发电；双馈式异步发电机；滑动模态控制；低电压穿越；控制策略ResearchonlowvoltageridethroughcontrolstrategiesfordoublyfedinductiongeneratorbasedonslidingmodecontrolLIGuoqing，QIANYe—niu，LIUMin

3、—XU(SchoolofElectricalEngineering，NortheastDianliUniversity,Jilin132012，Chin~Abstract：，Basedontheanalysisofdynamicmathematicalmodelsofthedoublyfedinductiongenerators，anovellOWvoltageridethrough(LVRT)controlstrategyisdesignedbyusingslidingmodecontrol(SMC)．Thismethoddividesthesystemmovementproc

4、essintotwophasesofapproachingphaseandslidingphasebychoosingslidingsurface．ThencombiningFunctionLyapunovandstabilitytheory,itdesignscontrolstrategiesofeveryphaserespectivelyandcombinesthemtoformthefinal5-orderLVRTcontrolstrategy．Finally,byignoringstatormagneticfluxitdesignsthesimplified3-0rder

5、controlstrategy．ThesimulationexperimentisperformedbyusingthemodifiedWSCC-9nodessystem．Theresultsshowthatthenovelcontrolstrategyisbetterthantraditionalvectorcontrolstrategy，strengtheningtheLVRTcapabilityofwindturbinegenerators．Moreover，thisstrategyalsoimprovesvoltagelevelatthepointofcommoncoup

6、ling(PCC)ofwindturbine，beingbeneficialtothewholesystemrecoveryafterfaults．Keywords：windpowergeneration；doublyfedinductiongenerator：slidingmodecontrol；lowvoltageridethrough；controlstrategy中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1674．3415(2012)01．0005．07了维持电力系统的稳定运行，欧美国家都相继提出O引言了风力发电的运行规范，要求风电机组在并网点电近年来随着风力发电的快

7、速发展，风电占电网压骤降至一定值的情况下仍能够不脱离电网而持续供电比例逐年上升。在欧美一些风能利用较高的国稳定运行，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个家，如丹麦和美国，截止2009年底其风电供电比例低电压时间(区域)。风电机组的这种能力被称为低已分别超过20％和10％。国内一些区域电网，如内电压穿越能力(LowVoltageRideThrough，蒙古自治区，这一比例也已达到了12．8％。因此，LVRT)珥J。我国国家电网公司也于2009年2月出当电网发生故障引起电压骤降时，若将