刘英培 梁海平 栗 然



基于无源性与自抗扰控制的双馈风力发电系统研究

刘英培 梁海平 栗 然

（华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室 保定 071003）

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。

双馈感应发电机 无源性控制 自抗扰控制 最大风能捕获

0 引言

随着石油、天然气和煤炭等化石燃料的枯竭及其燃烧对环境造成的严重污染，作为可再生绿色能源——风能的开发利用具有十分重要的意义。作为风力发电的主流机型——双馈感应发电机（Doubly- Fed Induction Generator，DFIG）能够实现变速恒频控制，并以其优良的性能得到了广泛应用[1-7]。

DFIG控制系统通常采用基于定子磁链定向的矢量控制，传统的矢量控制实质是渐近反馈线性化控制，而反馈线性化的实现依赖于系统非线性的准确抵消，所以本质上是非鲁棒性的。……