基于模糊控制双馈风力发电功率解耦研究

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1、电气传动2011年第41卷第12期ELECTRICDRIVE2011Vo1．41No．12基于模糊控制的双馈风力发电功率解耦研究陈天立，刘相华，贾文强。，康忠健。(1．中国核电工程有限公司郑州分公司，河南郑州450052；2．垦利县供电公司，山东东营257500；3．中国石油大学(华东)电气工程系，山东东营257061)摘要：对于变速恒频风力发电系统，采用基于定子电压定向的矢量控制简化双馈发电机模型，并在此基础上确定了最大风能捕获的控制策略。为了提高系统的鲁棒性和动态响应速度，将模糊控制技术引入双馈风力发电系统有功功率和无功功率解耦控制中。将功率控制系

2、统分解为有功功率子系统和无功功率子系统，从而建立了风力发电机组完整的功率控制模型。采用Matlab／Simulink建立了各单元模型并进行仿真，仿真结果表明：所设计的模糊控制器成功实现了有功功率和无功功率的解耦控制，不仅能够实现最大风能捕获，使系统中具有很强的鲁棒性和适用性，而且设计方法简单，控制器容易实现。关键词：双馈发电机；变速恒频；矢量控制；最大风能捕获；模糊控制；鲁棒性中图分类号：TP273文献标识码：AStudyonPowerDecouplingControlofDoublyFeedingWind—powerSystemBasedonFuzz

3、yControiCHENTian—li。LIUXiang—hua，JIAWen—qiang。，KANGZhong—jian。(1．ChinaNuclearPowerEngineeringCo．Ltd，ZhengzhouBranch，Zhengzhou450052，Henan，China；2．KenliCountyPowerSupplyCompany，Dongying257500，Shandong，China；3．ElectricEngineeringDepartment，ChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061

4、，Shandong，China)Abstract：ForVSCFwind—powersystem，thevectortransformbasedonstator—voltage—orientedwasusedtosimplifythemodelofdoubly-fedinductiongenerator(DFIG)andthecontrolstrategyforthemaximumwindpowercapturewasestablished．Thefuzzycontroltheorywasintroducedintothedecouplingcontr

5、olofactiveandreactivepoweroftheDFIGtoimprovetherobustnessandthespeedofdynamicresponse．Thewholesys—temwasdividedintoactivepowersubsystemandreactivepowersubsystemandthewholecontrolmodelofthewindpowergeneratorwasbuilt．ThesimulationmodelwasbuiltbyusingMatlab／Simulinktosimulate．Itcom

6、estOaconclusionthatactivepowerandreactivepoweraresuccessfullydeeoupledcontrolled．Thesystemcannotonlyrealizethemaximumwindenergycapture，butalsohasgoodrobustnessandapplicability，andthiscontrolstrategyisconvenientandefficient．Keywords：doubly—fedinductiongenerator(DFIG)；variablespee

7、dconstantfrequency(VSCF)；vectorcon—trol；maximumwindpowercapture；fuzzycontrol；robustness是在非线性还是多变量系统中，特别是当数学模1引言型未知或不确定时，都能产生令人满意的效果[2]。双馈风力发电变速恒频系统在风力发电系统而由于空气动力学的不确定性和电力电子模型的中得到广泛应用，基于定子磁链矢量控制简化电复杂性以及其他诸如老化和大气条件等因素都会机模型，由于要观测定子磁链，增加了控制系统的引起电机参数的变化，导致传统PI控制策略性能复杂性，本文采用基于定子电压定向的矢

8、量控制，变差。本文在采用基于定子电压定向的矢量控制省去了定子磁链观测器L1]。简化双馈发电机数