双馈风力发电系统机侧模型预测直接功率控制

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1、第50卷第3期电力电子技术V01．50，No．32016年3月PowerElectronicsMarch2016双馈风力发电系统机侧模型预测直接功率控制贺锐智，刘波峰，黄守道，黄自翔(湖南大学，国家电能变换与控制工程技术研究中心，湖南长沙410082)摘要：提出一种基于瞬时功率理论的模型预测直接功率控制(DPC)策略，建立功率预测模型，分析了双馈式异步发电机(DFIG)转子侧变换器电压矢量对定子输出有功、无功功率变化影响。构造瞬时功率误差价值函数，以满足价值函数最小为目标计算下一时刻功率指令。利用功率预测模型和价值函数最小原则得出目标控制电压矢量，结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)实现模

2、型预测功率控制，同时将延时补偿引入功率预测模型中，减少谐波含量同时获得固定开关频率，具有良好的稳态性。仿真及实验结果表明了所提控制策略的可行性和有效性。关键词：发电机；模型预测；直接功率控制中图分类号：TM311文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)03—0031—04StudyofModelPredictiveDPCforRotor．sideConverterinDoubly．fedWindPowerGenerationSystemHERui—zhi，LIUBo-feng，HUANGShou—dao，HUANGZi-xiang(NationalEngineeringRe

3、searchCenterofEnergyConversion&Control，HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Amodelpredictivedirectpowercontrol(DPC)ispresentedfordoubly—fedinductionmotor(DFIG)．Thispa-persetspowerpredictionmodel，analyzesDFIGrotorsideconveneroutputvohagevectorofstatoractiveandreactivepowerchanges，construc

4、~theinstantaneouspowererrorvaluefunctiontomeettheminimumofvaluefunctionforcal—culationofthenextpowerinstruction，intheproposedcontrolstrategythevoltagevectorinpowersupplysystemistakenasthebasiccontrolvectorandutilizingpowerdirectivemodelandminimumpowerelrorprinciple，theformulaofobjectivecontrolvol

5、tagevectorisobtained，thencombiningspacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)，themodelpredictivedirectpowercontrolisimplemented．Consideringstepdelayinactualcontrolsystemsadelaycompensationschemeisdesigned．Simulationandexperimentshowthatthestrategyhasmuchbettersteady—state．Keywords：generater；modelpredi

6、ctive；directpowercontrolFoundationProject：SupportedbyInternationalS&TCooperationProgramofChina(No．2011DFA62240)；NationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51377050)l引言时功率误差的价值函数，以满足价值函数最小为目标选择合适的开关矢量．使双馈风力发电系统DFIG因具有优越的性能在风力发电系统中有获得更好的稳定性。仿真及实验验证了该控制策广阔的应用前景[1]。目前比较成熟的控制方式主略的可行性和有效性。要是基于电网电压和定子磁链

7、定向的矢量控制，但该控制策略对转子参数的依赖较大、受PI调节2DFIG数学模型器的影响，不适合对动态性能要求较高的场合[21。DFIG风力发电系统结构如图1所示[4]。网侧源于交流电机转矩控制的DPC策略因其具有优变换器实现交流侧输入功率因数的控制，维持直良的动态性能得到了广泛关注。文献【3】给出传统流母线电压稳定和确保转子侧变换器工作可靠，基于查询开关表的DPC策略(LUT—DPC)，但存在转子侧变换器进行DFIG励磁控制．实现D