马幼捷 洪发平 周雪松 陶珑 石雪琦

摘  要： 直驱式永磁同步风电机组全功率并网变流器的直流侧母线电压受网侧电网电压三相不平衡扰动，在此情况下会影响直流侧电压的稳定性。故提出应用微分跟踪器与模糊PID控制电压环策略。首先分析在电网电压不平衡条件下直流母线电压波动原理。运用微分跟踪器TD合理地提取微分信号，提取的微分信号与模糊PID控制结合控制电压外环，利用控制理论计算模糊PID参数的范围。与传统控制方式相比，加入了微分环节和模糊控制抑制了直流母线电压波动。仿真结果验证了微分跟踪器与模糊PID控制策略的有效性。

关键词： 变流器; PI控制; TD微分跟踪器; 模糊PID控制; 电网电压不平衡; 直流侧电压稳定控制

中图分类号： TN876?34                         文献标识码： A                          文章编号： 1004?373X（2020）17?0096?06

Abstract： The DC side bus voltage of full?power grid?connected converter of direct?drive permanent magnet synchronous wind turbine is influenced by three?phase unbalanced disturbance of grid side voltage， which will affects the stability of DC side voltage. Therefore， a strategy of controlling voltage loop with differential tracker and fuzzy PID is proposed. The fluctuation principle of DC bus voltage under the condition of imbalanced grid voltage is analyzed. The differential tracker TD is used to extract the differential signal reasonably. The extracted differential signal is combined with fuzzy PID control to control the voltage outer loop. The control theory is used to calculate the range of fuzzy PID parameter. In comparison with the traditional control method， the differential link and fuzzy control are added to suppress the DC bus voltage fluctuation. The simulation results verify that the strategy of differential tracker and fuzzy PID control is effective.

Keywords： converter; PI control; TD differential tracker; fuzzy PID control; grid voltage imbalance; DC side voltage stability control

0  引  言

随着直驱永磁同步风力发电机组的技术进步，制造结构简单，其在風力发电市场得到广泛的运用。直流母线是实现电能传输的中间环节，直流母线电压的稳定对于整个风力发电网的运行极其重要[1]。当有三相不对称故障时，继续用双闭环PI平衡控制策略则母线电压有较大的波动，影响系统的稳定性。

文献[2]分析风电并网系统，通过提高直流侧电容值起到抑制母线电压作用，但该方法提高了成本，不适合广泛运用。文献[3]在传统PI控制下添加额外的控制器、比例谐振控制器，消除复功率波动进而消除直流母线电压。文献[4]基于李雅普诺夫函数的控制策略，可以很好地解决不平衡电网条件下多变量控制系统存在的问题。……