双馈风力发电系统中变桨距线性自抗扰控制系统研究

李华柏， 谢永超， 胡 扬

（湖南铁道职业技术学院，湖南株洲 412001）

双馈异步电机在风力发电系统中应用很广泛. 风力机将风能转换成机械能，双馈电机将机械能转化为电能. 双馈电机包含两套极数不同的绕组，定子绕组（功率绕组）通过变压器与电网直接相连，转子绕组（控制绕组）连接双向变流器，经变压器与电网相连［1-2］.

风力机捕获的风能取决于风速与桨距角，因此根据风速调节桨距角，使风力机始终能捕获最大风能，实现最大功率输出. 根据风力发电机的运行特性，可以分为最大功率追踪区、恒转速区、恒功率区.

当风速大于切入风速、小于额定风速时，为最大功率追踪区. 为了使风力机捕获最大风能，固定桨距角θ=0°并保持不变，调节风轮转速使风力机工作在最佳叶尖速比，系统进行最大功率追踪，捕获最大风能，输出即时风速对应的最大功率.

当发电机转速达到额定转速后，发电机进入恒转速运行，进入恒转速区. 随着风速增加，风能利用系数减小，输出功率增加至额定功率.

当风速大于额定风速后，进入恒功率区，为保护发电系统，调节叶片攻角，实现变桨距控制，限制风轮捕获风能，使风轮与发电机维持在额定转速运行，系统输出额定发电功率.

针对双馈风电机组的功率控制研究，文献［1］采用自适应遗传和模糊布谷鸟算法整定的自抗扰控制技术，改善了风电机组的控制性能［1］. 文献［2］采用基于改进灰狼算法的线性自抗扰技术对变桨……