双馈风力发电低电压穿越微分平坦控制

段炼; 王洪希; 曹生志; 王蔼祥; 禹天凤

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1238

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 读者登录期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

双馈风力发电低电压穿越微分平坦控制

更新时间：2025-12-10

- 双馈风力发电低电压穿越微分平坦控制
- 双馈风力发电低电压穿越微分平坦控制
- 太阳能学报 2025年第11期页码：676-684
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1238
  中图分类号： M614
- 网络出版：2025-12-04，
  
  纸质出版：2025-12-04
- 稿件说明：
移动端阅览
段炼, 王洪希, 曹生志, 等. 双馈风力发电低电压穿越微分平坦控制[J]. 太阳能学报, 2025,(11):676-684.

段炼, 王洪希, 曹生志, et al. 双馈风力发电低电压穿越微分平坦控制[J]. 2025, (11): 676-684.
段炼, 王洪希, 曹生志, 等. 双馈风力发电低电压穿越微分平坦控制[J]. 太阳能学报, 2025,(11):676-684. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1238.

段炼, 王洪希, 曹生志, et al. 双馈风力发电低电压穿越微分平坦控制[J]. 2025, (11): 676-684. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1238.

摘要

双馈风力发电机（DFIG）低电压穿越（LVRT）期间对网侧和转子侧PWM变流器响应速度和鲁棒性要求较高

为解决传统PI控制策略在LVRT条件下响应慢、鲁棒性不佳的问题

提出基于微分平坦理论的网侧与转子侧新型控制策略。首先阐述DFIG的网侧和转子侧在d-q轴上的数学模型

依照微分平坦理论证明系统平坦性;并设计含有前馈参考轨迹和误差反馈补偿的网侧与转子侧电流控制器;最后

在Matlab/Simulink搭建仿真模型。仿真结果表明

该控制策略提高了DFIG的穿越能力

且响应速度快

鲁棒性强。验证了微分平坦理论应用于DFIG控制的可行性与有效性。

Abstract

Doubly-fed induction generator （DFIG） low voltage ride-through （LVRT） requires high response speed and robustness for grid side and rotor side PWM converters. In order to solve the problem of slow response and poor robustness of traditional PI control strategy under the condition of low voltage ride-through

a novel control strategy based on differential flatness theory is proposed for grid side and rotor side. In this paper

the mathematical model of the grid side and rotor side of the DFIG on the d-q axis is described

and the flatness of the system is proved according to the differential flatness theory. Secondly

a two-sided differential flat current controller with feedforward reference trajectory and error feedback compensation is designed. Finally

the system simulation model is built in MATLAB /Simulink. The simulation results show that the application of this control strategy improves the ride-through capablity of DFIG during the grid low voltage period

and the response speed is fast and the robustness is strong. The feasibility and effectiveness of applying differential flatness theory to DFIG are verified.

关键词

Keywords

references

李晖, 刘栋, 姚丹阳. 面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判[J]. 中国电机工程学报, 2021, 41(18): 6245-6259.

聂鹏程, 吴文辉. 电网电压对称跌落时无刷双馈风力发电机的状态反馈控制[J]. 电工技术学报, 2023, 38(17): 4610-4620.

花赟玥, 吴琛, 黄伟. 考虑风电低电压穿越过程的频率最低点量化及其提升方法[J]. 电力系统自动化, 2023, 47(1): 126-134.

凌禹. 改进的双馈风电机组故障穿越控制策略研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(12): 312-319.

谈竹奎, 文贤馗, 杨涛, 等. 面向新型电力系统的双馈风力发电机并网控制策略研究[J]. 电力系统保护与控制, 2023, 51(3): 181-187.

李啸骢,罗雪丽,侯立亮,等. 基于分数阶LCL滤波器的风力发电网侧控制研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(12): 383-391.

李谟发, 张志文, 练红海, 等. 含双馈风电电力系统的采样负荷频率控制[J]. 电力系统保护与控制, 2023, 51(2): 77-88.

方欣, 姚骏, 刘育明, 等. 双馈风电系统低压穿越期间的参数辨识方法研究[J]. 电工电能新技术, 2024,43(2): 1-11.

YAN R, SAHA T K, BAI F, et al.The anatomy of the 2016 south Australia blackout: a catastrophic event in a high renewable network[J]. IEEE transactions on power systems, 2018, 33(5): 5374-5388.

SATI T E, AZZOUZ M A, SHAABAN M.Optimal protection coordination of islanded microgrids utilizing an adaptive virtual impedance fault current limiter[J]. IEEE transactions on industry applications, 2023, 57(3): 2866-2876.

张钦智, 王宾, 李琰, 等. 风电场经柔性直流输电系统故障穿越协调控制研究[J]. 电力系统保护与控制, 2020, 48(10): 131-138.

王鑫达, 张澳, 李少林, 等. 电压源型双馈风电机组低压穿越控制策略[J].电机与控制学报. 2023, 27(3): 21-29.

王顺江, 李志伟, 王洪哲, 等. 双馈异步风机非线性低电压穿越控制策略研究[J]. 可再生能源, 2022, 40(9): 1257-1262.

刘其辉, 吴勇, 闫佳颖, 等. 考虑相位跳变的双馈风电机组低电压穿越特性分析与暂态过电压抑制[J]. 太阳能学报, 2024, 45(5): 86-94.

SENAPATI M K, PRADHAN C, NAYAK P K, et al.Modified demagneti- sation control strategy for low-voltage ride-through enhancement in DFIG-based wind systems[J]. IET renewable power generation, 2020, 14(17): 3487-3499.

蒋东荣, 莫若男, 杨超, 等. 虚拟同步控制下双馈风电机组传动链动态特性分析[J]. 太阳能学报, 2023, 44(8): 412-419.

FLIESS M,LÉVINE J, MARTIN P, et al. Flatness and defect of non-linear systems: introductory theory and examples[J]. International journal of control, 1995, 61(6): 1327-1361.

杨彦霞, 李少林, 王伟胜, 等. 考虑运行经济性与安全性的风电场功率模型预测优化控制[J]. 太阳能学报, 2024, 45(10): 521-528.

程启明, 岳秉言, 程尹曼, 等. Y型模块化多电平换流器电流的微分平坦控制策略研究[J]. 高电压技术, 2023, 49(8): 3467-3480.

江畅, 程启明, 马信乔, 等. 不平衡电网电压下基于模块化多电平变流器的统一电能质量调节器的微分平坦控制[J]. 电工技术学报, 2021, 36(16): 3410-3421.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于滑模扰动观测器的三相并网逆变器鲁棒模型预测控制

低电压穿越快速恢复与对微网频率影响研究

基于组合权重-蒙特卡洛法的PMSG低电压穿越性能优化研究

基于LSTM优化虚拟阻抗的光伏机组低电压穿越方法