基于前馈补偿双馈风力发电控制系统

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1、第49卷第9期电力电子技术Vo1．49，No．92015年9月PowetElectronicsSeptember2015基于前馈补偿的双馈风力发电控制系统荣飞，朱斌，黄守道，唐庆(湖南大学，湖南长沙410006)摘要：双馈风力发电系统由于能量转化效率高，变流器的容量较小，而且能独立控制发电机的有功功率和无功功率，成为风力发电的主要形式。但是，当风速变化时容易导致双馈感应电机(DFIG)转子的电流产生冲击，对DFIG的使用寿命产生一定程度的影响。在分析了DFIG动态数学模型的基础上，根据DFIG的交流励磁变速恒频风力发电的基本原理．针对转子侧变流器，提

2、出了一种基于前馈补偿的控制策略。该控制策略有效抑制了转子的冲击电流，并减小了转子电流对DFIG的冲击，延长了DFIG的使用寿命，提高了DFIG的动态性能，进一步提高了DFIG变速恒频风力发电并网运行的可靠性。仿真和实验结果验证了所提控制方法的有效性，不仅能改善DFIG风力发电并网的暂态性能．而且提高了DFIG变速恒频下的稳定性。关键词：风力发电：变速恒频；前馈补偿中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)09—0034—03DFIGWindPowerGenerationControlSystemBasedonFeed

3、folrwardCompensationRONGFei，ZHUBin，HUANGShou—dao，TANGQing(HunanUniversity，Changsha410006，China)Abatract：Double—fedwindpowergenerationsystemhasbecomethemainformofwindpowergeneration，duetoit’Shighenergyconversioneficiency，smallinvertercapacity，andtraitofactiveandreactivecontrolin

4、dependently．Howev—er，thespeedofwindchangescaneasilyleadtothesurgeofrotorcurrentsofdouble—fedinductiongenerators(DFIG)．AccordingtothedynamicmathematicalmodelofDFIGandtheprinciplesofAC·-excitedvariable--speedconstant-·fre—-quencywind—powergeneration，acontrolstrategywithforwardcom

5、pensationisproposed．Thecontrolstrategycaneffec—tivelysuppressthesurgeofrotorcurrent，reducetheimpactofDFIGwhichisproducedbythesurgeofrotorcurrent，prolongtheservicelifeofDFIG，enhancethedynamicperformance，andimprovethereliabilityofthegrid—connectedoperationofvariable—speedconstant

6、—frequencywindpowergeneration．Thesimulationandexperimentalresultsshowthattheproposedcontrolmethodcanimprovethetransientperformanceofwindpowergrid-connectionandthestabili·typerformanceofDFIGundertheconditionofvariable-speedconstant—frequency．Keywords：windpowergeneration；variable

7、—speedconstant—frequency；feedforwardcompensation1引言障穿越方面。文献f1—2】对DFIG风力发电的空载并网方式和负载并网方式进行了探究；文献[3】提随着经济发展所带来的环境问题日益突出，出了双馈风力发电系统在风速变化过程中自动寻人们对可再生能源的追求越来越高。风能作为一找并跟随最大功率点的控制策略；文献[4]则针对种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜DFIG的功率解耦控制．提出了基于最优估计的最力，而双馈风力发电以其高效率和高质量的产能大功率控制方法；文献【5]讨论了基于空气动力转成为了风力发电的

8、主流。矩和风速估计的最大风能捕获问题，通过控制风力发电中．DFIG的定子绕组直接与电网相DFIG的转子电压来