基于滑模变结构双馈风力发电机直接功率控制

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1、第32卷第12期计算机仿真2015年12月文章编号：1006—9348(2015)12—0085一04基于滑模变结构双馈风力发电机直接功率控制王君瑞，彭飘飘，刘凡齐(北方民族大学电气与信息工程学院，宁夏银川750021)摘要：针对双馈风力发电系统直接功率控制(DirectPowercontrol，DPc)，提出将一种变指数趋近律滑模变结构控制策略用于双馈风力发电机直接功率控制中，并通过引入空间矢量调制技术使DPc的开关频率保持恒定。由滑模控制直接计算所需的转子控制电压以消除瞬时有功、无功功率误差。仿真结果表明，与传统矢量控制，开关频率恒定直接功率控制相比，滑模直接功率控制

2、对系统参数不确定、外部扰动具有强鲁棒性，系统的动、静态性能优良。关键词：双馈风力发电；滑模变结构；直接功率控制中图分类号：TM743文献标识码：BDirectPowerControlfbrDollblyFedIhductionGe玳ratorBased0nSlidingM0deVariableWANGJun—mi，PENGPiao—piao，UUFan—qi(SchoolofElectricalandI山rnlationEn百neering，TheNonhUniversityForE岫ics，Yinchu锄Nin祭ia750021，China)ABSTRACT：B踮edo

3、ndirectpowercontml(DPC)ofdoublyfedwindpowergenemtionsystem，weputforwardakindofv撕ableexponentreachinglawofslidingmodev撕ablest兀】cturecon咖1strategyfordoublyfedwindturbinedirectpowercontmLByintroducingaspacevectormodtllation(SVM)techniqueaconstantswitchingfkquencyofDPCwasmaintained．therequire

4、dmtorcontrolvoltagewasdirecdycalculatedbyemployingslidir喝modecontIDlscheme，soastoeliminatetheinstantaneousactivearIdreactivepowerermr．Simlllationresultsshowthat，comparedwith山etmditionalvectorcontrolandconstantswitchingfrequencydirectpowerconnul，theslidingmodedirectpowercontrolhasgoodmbust

5、nessforthepar姗etersuncertaintyandextemaldisturbance，alldsystemdyn锄icandstaticperfomlancesareexcellem．KEYWo砌)s：Doublyfedwindpowergeneration；SlidingmodevaIiablestmcturecontrol；Directpowercontml1引言双馈风力发电技术是目前应用最广泛的风力发电技术之一，也被认为是最有前景的风力发电技术方案。1‘2J。双馈风力发电机组采用转子交流励磁的双馈发电机(DFIG)是一种全新、高效的发电方式，具有工

6、作效率高、控制性能好、变频器设计容量小等优点。双馈风力发电系统核心控制器由双PWM变换器组成，其主要控制策略有矢量控制和直接功率控制(DPc)。矢量控制控制精度高，开关频率恒定，但是需要经过反复的坐标变换，系统结构复杂∞’；DPc可大体分为两类：一类是基于可基金项目：宁夏自然科学基金(Nzl4106)；北方民族大学校内重点项目(2014XZZ03)收稿日期：2015—01—28修回日期：2015一03一11变开关频率的直接功率控制HJ，这是最早出现的直接功率控制形式。该控制方法比较简单，但这种方法开关频率不确定，因此其滤波电路很难设计；另一类是基于固定开关频率的直接功率控

7、制¨J，该方法结合了空间矢量调制策略，实现了固定开关频率，动态性能优良，但与矢量控制相比，该控制策略系统有功、无功功率的波动比较大。本文将变指数趋近律滑模变结构控制器和sVPwM矢量控制方法代替传统直接功率控制的滞环控制器和开关表。滑模控制器强迫系统有功、无功功率进入设定的滑模面，减小了功率脉动，sVPwM控制实现了逆变器的固定开关频率。变指数趋近律方法使系统以变速和指数2种速率趋向滑模面，而当接近滑模面时，指数趋近律速度接近为零，有效地减小了进入滑模面的初始系统抖振。通过对l台4kW双馈风力发电机组进行仿真研究表明，本文提出