風力發電機勵磁變換器的自適應模糊控制
時間:2009-09-18 15:04:46來源:yangliu
導語:?本文中建立了勵磁變換器控制系統的模型,利用自適應模糊控制理論,設計了轉子側變換器的功率環控制策略與電網側變換器的電壓環控制策略。
摘 要:采用合適的勵磁控制策略,可以保證風力發電機與勵磁變換器在電網電壓跌落的情況下安全、穩定地工作,有利于電網從故障中恢復。本文中建立了勵磁變換器控制系統的模型,利用自適應模糊控制理論,設計了轉子側變換器的功率環控制策略與電網側變換器的電壓環控制策略。通過對在采用模糊控制與 PI 控制下電網發生小幅電壓波動時的風力發電系統仿真分析,結果表明:采用自適應模糊控制可以更有效地抑制定、轉子側的過電流與直流側的過電壓,保證風力發電機與勵磁變換器的安全工作,提升了風力發電機的低壓穿越性能。
關鍵詞:風力發電技術;雙 PWM變換器;自適應模糊控制;低壓穿越
1. 引言
隨著風電裝機容量的不斷增大,風力發電在各國電網中所占的比例已經越來越高,所以必須考慮在電網發生故障時風力發電機的運行狀態對電網的影響。目前各國電網公司都根據自身的實際對風力發電機提出了新的技術要求,包括無功控制、有功變化率控制、頻率控制與低電壓穿越能力等,而低電壓穿越能力被認為是風機設計、制造、控制技術上一大難題。
低電壓穿越(Low Voltage Ride Through 簡稱 LVRT) ,指在風力發電機并網情況下發生電壓跌落時,風機能夠保持并網,甚至可以向電網提供一定的無功支持,直到電網恢復正常,從而“穿越”這個低電壓時間。
在電網電壓跌落時,由于勵磁變換器的容量較小,控制性能有限,風機會出現過電壓、過電流、轉速上升等情況,嚴重威脅風機的并網運行,常規做法是將風機從電網中解列,保障風機與電網的安全。當風力發電在全國電網總量比重較小時還是可以接受,但是隨著風力發電所占的比重越來越大,依然采取這種操作,可能會加重整個電網系統恢復的難度,使故障加劇。因而研究如何提升風機的低電壓穿越能力是非常重要和必要的。
風力發電機一般采用雙饋發電機,含有定子、轉子兩個繞組,定轉子都可以輸出功率。由于雙饋風力發電系統是一個多階的、非線性的、多變量的系統,采用傳統的控制理論效果并不理想,本文設計了自適應模糊控制策略。
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