基于无源性与自抗扰控制的双馈风力发电系统研究

发布时间：2018-10-05 17:39

【摘要】：从能量角度出发,提出一种基于无源性控制(PBC)与自抗扰控制(ADRC)相结合的双馈感应发电机(DFIG)高性能非线性控制方法。建立了DFIG的PBC模型,并证明了其无源性,设计了电流内环PBC控制器,推导出转子电压控制量。基于ADRC原理,以由风机最大风能捕获确定的DFIG给定转速及实际转速作为输入信号,以电磁转矩给定值作为输出信号,设计了ADRC转速外环调节器。该方法在有效实现DFIG最大风能捕获同时,保证了DFIG转速、定子电流及转子电流的准确快速跟踪,实现了有功功率、无功功率独立运行;ADRC调节器能够根据系统实际情况为给定转速合理地安排过渡过程,转速、定子电流与转子电流超调量得到了显著降低,此外能够实时估计出系统所受扰动并及时进行补偿,提高了系统鲁棒性。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。
[Abstract]:From the point of view of energy, a high performance nonlinear control method for doubly-fed induction generator (DFIG) based on passive control (PBC) and active disturbance rejection control (ADRC) is proposed. The PBC model of DFIG is established and its passivity is proved. The current inner loop PBC controller is designed and the rotor voltage control quantity is deduced. Based on the principle of ADRC, the given speed and actual speed of DFIG determined by the maximum wind energy capture of the fan are taken as input signals, and the given value of electromagnetic torque is taken as the output signal, and the outer loop regulator of ADRC speed is designed. This method can effectively realize the maximum wind energy capture of DFIG, ensure the accurate and fast tracking of DFIG speed, stator current and rotor current, and realize active power. Reactive power independent operation of ADRC regulator can reasonably arrange the transition process for a given speed according to the actual situation of the system. The overshoot of speed, stator current and rotor current has been significantly reduced. In addition, the disturbance can be estimated and compensated in real time, which improves the robustness of the system. The simulation results show that the method is feasible and effective.
【作者单位】：华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室;
【基金】：河北省自然科学基金(E2015502012) 中央高校基本科研业务费专项基金(2014MS89;13MS72)资助项目
【分类号】：TM614

【参考文献】

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