双馈风力发电系统网侧变流器联合控制策略

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1、第26卷第4期电力系统及其自动化学报Vo1．26No．42014年4月ProceedingsoftheCSU—EPSAApr．2014双馈风力发电系统网侧变流器联合控制策略周羽生，郑剑武，向军，付小伟(长沙理工大学电气与信息工程学院，长沙410004)摘要：双馈异步风力发电机DFIG(doubly—fedinductionwindgenerator)的运行控制本质是对励磁变流器的控制。为了简化控制算法和提高控制系统响应速度，该文提出了恒功率和无差拍联合控制。该方法通过瞬时功率恒定原理产生三相电流指令值，再利用无差拍控制原理即可计算出控制量。此方法兼具恒功率控制易于设计和

2、无差拍快速响应的优点，在Matlab环境下建立恒功率和无差拍联合控制仿真模型。仿真结果表明，该控制方法在不对称故障下能有效地抑制直流电压纹波分量。关键词：风力发电；变速恒频；不对称故障；恒功率无差拍联合控制；不平衡控制中图分类号：TM614文献标志码：A文章编号：1003—8930(2014)04—0025—05CombinationControlStrategyforGridConvertinDoubly-fedWindPowerGenerationSystemsZHOUYu—sheng，ZHENGJian—wu，XIANGJun，FUXiao—wei(College

3、ofElectricalEngineeringandInformation，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410004，China)Abstract：Theoperationcontrolessenceofdoubly-fedinductionwindgenerator(DFIG)isthecontrolofexcitationconverter．Inordertosimplifythecontrolalgorithmandimprovetheresponsespeedofcontrolsystem，a

4、constantpoweranddeadbeatcombinationcontrolstrategywasproposedinthispaper．Thiscontrolstrategyproducedthree-phasecur—rentinstructionv~uesbyinstantaneouspowerconstantprinciple，andthenthecontrolvolumewascalculatedbydead—beatcontro1．Thecontrolstrategyhastheadvantagesofeasydesignandrapidrespon

5、se．ThesimulationmodelwasbuiltinMatlabandtheresultsinasymmetricfaultshowthatthecontrolstrategycanefectivelyretraintheDCvoltageripplecomponent．Keywords：windpowergeneration；variablespeedconstantfrequency；asymmetricfault；constantpoweranddead—beatcombinationcontrol：imbalancecontrol近年来，全球风电以年均

6、28％的速度快速增最大功率捕获。而网侧变流器的功能是稳定直流长，成为最具发展前景的可再生能源。变速恒频双母线电压与调节网侧功率因数，使整个风力发电馈异步电机以其调速范围宽、有功和无功功率可系统的功率调节更加灵活圆。以独立控制以及所需的励磁变流器容量较小等优传统上网侧变流器的控制策略均假定电网电点，成为主流风电机组【”。这种风力发电机组具有压理想，不存在任何故障和扰动，然而实际的电网两套绕组，其定子直接与电网相连，转子则通过背无时无刻不处于动态过程中，电网对称、不对称故靠背(back—to—back)电压型变流器进行励磁。其中障下，将使传统控制方法失去定向基准、破坏解耦与

7、转子相连接的称为转子侧变流器，与电网连接控制条件，影响风电机组的运行稳定[31。尤其是在的变流器称为网侧变流器。不对称故障下，负序分量的存在使得网侧变流器转子侧变流器主要作用是调节并解耦输出的有以下性能变化：①交流侧存在负序电流，三相电有功和无功功率，实现风电机组在不同风速下的流不平衡；②直流侧电压存在偶数次纹波，通过收稿日期：2011-12—23；修回日期：2012—07—03·26·电力系统及其自动化学报第26卷PWM调制导致交流侧电流产生奇数次谐波。因此针对不对称故障下网侧变流器控制方法的研究尤为重要，本文分析了传统基于电网理想情况