DFIG网侧变流器双闭环控制策略

彭红义，张志敏，周振雄

(北华大学电气与信息工程学院，吉林 吉林 132013)

作为一种可再生的清洁能源，风能得到了世界各国前所未有的重视.提高风能利用效率，已成为全世界都亟待解决的共同问题[1-2].变速恒频风力发电以矢量变换技术为基础，以嵌入式微处理器为核心，对电机的运行情况进行控制，使其能够在理想状态下工作，不仅安装、控制比较简单，而且还具有风能转换效率高、能量损失较小、谐波污染少等优点；采用双PWM变流器控制技术[3]，不仅可以实现能量双向流动，而且还可以通过改变网侧PWM变流器的状态达到调节输出电压的目的，且在理想情况下柔性并网能力好.本文通过分析三相电压型变流器在三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系下的数学模型，推导出定子电压定向变流器数学模型，设计基于ADRC的直流母线电压外环和基于PID的电流内环的双闭环控制系统.仿真验证表明，双闭环控制系统具有良好的控制效果.

1 系统结构及原理分析

双馈风力发电机的系统结构见图1.当外界风速发生变化时，转子的实际转速加上转子励磁绕组产生的交流旋转磁场转速等于同步转速，此时会在气隙中形成一个同步旋转磁场，从而在定子侧感应出同步频率的感应电势.

当转子转速低于同步转速时，电网向双馈风力发电机输送能量，网侧变流器对电网电压进行整流，以维持直流母线电压恒定，保证双馈风力发电机正常运行；……