电网电压不对称时双馈电机鲁棒控制器设计方法

龚文明，胡书举，黄伟煌，许洪华

(1．中国科学院大学，北京100190;2．中国科学院电工研究所，北京100190; 3．中国科学院风能利用重点实验室，北京100190)

电网电压不对称时双馈电机鲁棒控制器设计方法

龚文明1，2，3，胡书举2，3，黄伟煌1，2，3，许洪华2，3

(1．中国科学院大学，北京100190;2．中国科学院电工研究所，北京100190; 3．中国科学院风能利用重点实验室，北京100190)

介绍了一种基于H∞鲁棒控制理论的双馈电机(DFIG)电流控制器设计方法，可用于提高双馈风力发电机在电网电压不对称条件下的运行性能。首先从减小电流畸变或者抑制功率二倍工频脉动的角度出发，根据正负序分解理论得到了转子负序电流补偿控制策略;然后给出了双馈电机H∞电流控制器的设计过程，并详细分析了控制器性能的限制条件与相应权函数的选择方法。通过μ分析发现，与通常使用的PIR控制相比，本文所提H∞控制器具有受系统参数和运行状态变化影响小、鲁棒稳定性高的优点，并且能够更加有效地抑制定子固有振荡模态，减弱不对称电压跌落时的过渡过程。最后通过仿真验证了本文所提方法的有效性。

风力发电;双馈电机;电网电压不对称;H∞鲁棒控制

1 引言

双馈型感应发电机以其所需变频器容量小、系统效率高以及功率因数可调等优点，成为了当前变速恒频风力发电机的主流机型［1］。然而由于双馈电机定子绕组直接与电网相连，且负序阻抗通常很小，因此较小的电网不对称电压就能产生较为严重的不对称电流、绕组过热、二倍工频的转矩和功率脉动等问题，对风电机组的安全稳定运行以及风电电能质量产生了较大的影响［2］。……