摘要：为了提高不平衡及谐波电网电压下双馈风力发电机网侧变换器的控制性能,提出了一种改进超螺旋快速终端滑模的直接功率控制算法。首先,在两相静止坐标系下分析了网侧变换器在不平衡及谐波电网电压下以功率为状态变量的数学模型。然后,在进行功率内环设计时,针对数学模型中的负序以及各谐波分量导致的干扰,采用非线性扩张状态观测器进行观测。其次,为保证系统能在更短的时间内达到稳态,构造非奇异快速终端滑模面,并结合改进超螺旋滑模趋近律来设计了功率内环的滑模控制律。同样对电压外环也设计了终端滑模控制律。并利用Lyapunov函数证明了非奇异快速终端滑模面、改进超螺旋控制算法及非线性扩张状态观测器的稳定性。最后,通过与三种不同的控制方案来进行仿真对比,验证了所提控制方法的合理性和有效性。

摘要：为了解决电网电压不平衡对双馈异步发电机(DFIG)系统运行造成损害以及达到消除DFIG网侧有功与无功的2倍频谐波、网侧电流的负序分量3种不同控制目标,提出了一种基于内模观测器和无源控制的DFIG网侧变换器(GSC)控制方法。首先,基于端口受控的耗散哈密顿(PCHD)模型,采用互联和阻尼分配无源性控制(IDA-PBC)方法,设计出了GSC无源控制器。然后,针对控制器中电流环存在参数摄动、干扰等不确定因素,在无源控制基础上加入了基于内模控制(IMC)的状态观测器,而观测器参数由极点配置方法优化,实现了对电流的补偿控制,使得电流稳态波动变小。最后,Matlab/Simulink软件仿真和硬件实验的结果均表明,所提的内环采用无源和内模的协调控制、外环采用PI控制策略较传统的双闭环PI控制方法,具有参数易调节、动态响应速度快、鲁棒性强等优点。

摘要：针对双馈风力发电机网侧变换器因负载变化和滤波参数摄动导致控制效果不佳的问题,文中提出一种扩张状态观测器(extended state observer,ESO)与滑模控制相结合的网侧变换器双闭环控制策略,内环采用以功率为状态变量的基于ESO的滑模直接功率控制,外环采用以电压平方为状态变量的基于ESO的滑模控制。首先,应用ESO对系统状态变量与包含系统未建模动态、负载变化和滤波参数摄动等不确定项进行估计,无需系统的精确数学模型即可设计滑模控制方法,实现网侧变换器在复杂环境下的鲁棒控制。此外,引入功率差前馈环节,可减小负载变化时外环滑模控制非线性带来的冲击。最后,对负载变化和滤波参数摄动2个算例进行仿真。结果表明,与传统矢量控制和滑模控制相比,所提控制策略在复杂环境下具有更强的鲁棒性。

摘要：面向并联的网侧变换器设计了交错式PWM方案,并基于此提出了系统在各种电网情况下的控制策略。该方案的关键是根据具体的网侧变换器为其PWM载波设计恰当的相位差。这样可显著削减因为变换器器件开关引起的电网电流谐波。该方案的另一个价值在于,在不同电网电压条件下,甚至短暂的电网故障情形下,通过对电网电压和电流的负序分量进行检测和控制。所设计的广义电网同步和电流控制器的方案可有效工作。对提出的调制策略和控制方法进行了仿真和实验,结果验证了方案正确可行。

摘要：永磁同步风电系统使用两电平电压型双PWM变换器向电网输送电能。由于变换器直流侧负载扰动引起直流母线电压波动,影响输入电网电能质量。为了减小负载扰动对直流母线电压的影响,提出一个基于相似反对称结构理论的网侧变换器控制方法。以相似反对称结构为闭环期望结构,采用逆推法设计网侧控制器。对系统在负载扰动作用下的稳定性进行分析。用Matlab进行仿真,结果表明该控制器能控制输入电网电能功率因数,提高直流母线电压的稳定性,缩短调节时间,提高系统的鲁棒性,为优化输电网的电能质量提供了依据。

摘要：双馈电机(DFIG)在风力发电系统中的应用日趋广泛,在风速变化时要实现变速恒频运行和最大风能追踪,网侧变换器的控制研究十分重要。为了使网侧变换器的功率双向流动、功率因数可调、输入电流接近理想正弦波、输出直流侧电压可调,设计了一个基于电压定向矢量控制的整流器,并在Matlab/Simulink上验证分析结果,仿真结果证明了设计的正确性。

摘要：描述了永磁直驱风力发电机网侧变换器的基本结构和工作原理。对其数学模型进行了详细的推导,通过坐标变换得到其在dq旋转坐标系下的数学模型。通过基于前馈解耦和双闭环控制策略,实现了直流侧电压稳定、网侧功率因数可调的控制目标。通过空间矢量调制方式,提高了直流侧电压的利用率。对系统双闭环PI调节器的参数进行了设计。在MATLAB/SIMULINK环境下建立了永磁直驱风力发电机网侧变换器的仿真模型,通过仿真对控制策略进行了验证。

摘要：为了提升双馈感应发电机(DFIG)网侧变换器的动态性能,提出了一种二阶滑模非线性控制方案,可有效地提升DFIG的直流侧电压与网侧电流的动态响应。传统的DFIG的网侧变换器的通常采用直流电压外环网侧电流内环的双闭环控制方案,直流电压外环和网侧电流内环均采用比例积分控制方案。而在实际工况中,直流侧电容器电容可能会随环境改变而改变,并且DFIG系统的输出功率也和风速息息相关。因此,为了提升网侧变换器的鲁棒性,本研究针对DFIG的网侧变换器的直流电压外环,设计了一种二阶滑模非线性控制方案来替代传统的PI控制。最后,Matlab/Simulink仿真结果验证了所提的二阶滑模非线性控制的鲁棒性。

摘要：描述了变速恒频双馈风力发电机双PWM网侧变换器的结构特点和运行原理。在分析了双PWM网侧变换器在三相静止坐标系下的数学模型基础上,导出了两相同步旋转坐标系下的数学模型。为变速恒频风力发电机交流励磁电源控制器设计提供了理论依据。

摘要：建立了不平衡电网电压下双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)网侧变换器的数学模型,讨论了交流输入电抗对瞬时有功功率的影响,在此基础上,提出4种可供选择的网侧变换器协同控制目标。为了验证网侧、转子侧变换器协同控制策略的有效性,提出静止αβ坐标系中比例?谐振控制器,使网侧变换器正、负序电流无需分解调节,并构建了DFIG网侧变换器的不平衡控制系统。仿真和实验研究结果表明,所提网侧、转子侧变换器协同控制策略可实现风电机组更为优化的不对称故障穿越(不间断)运行控制;所设计的网侧、转子侧变换器P-R电流控制方案不仅能够在稳态不平衡电网下提供精确的电流调节,而且在瞬态不平衡下体现优良的动态响应特性。