变速恒频双馈风力发电机并网的复合控制

第42卷第1期2012年1月

东南大学学报（自然科学版）

JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY（NaturalScienceEdition）

Vol．42No．1Jan．2012

doi：10．3969/j．issn．1001－0505．2012．01．011

变速恒频双馈风力发电机并网的复合控制

周明明

李世华

（东南大学自动化学院，南京210096）

（东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室，南京210096）

摘要：针对变速恒频风力发电机并网系统，提出了一种基于终端滑模和扩张状态观测器的转子

而且使得状电流复合控制方法．终端滑模控制不仅可以使得系统状态在有限时间内到达滑模面，

q轴电流在有限时间内态在有限时间内沿着滑模面收敛到平衡点，使得发电机转子的d轴电流、

到达参考值，实现快速收敛和更好的跟踪精度．采用扩张状态观测器观测出系统扰动并进行前馈补偿，这有利于减小终端滑模控制所需要的切换增益而削弱可能的抖振现象，使系统得到更平滑的定子电压波形．仿真结果表明，该复合控制策略对参数摄动和扰动具有更强的鲁棒性，并网系统具有优良的动态性能．

关键词：风力发电机；双馈发电机；空载并网；终端滑模控制；扩张状态观测器中图分类号：TM351

文献标志码：A

0055-07文章编号：1001－0505（2012）01-

Compositecontrolforcutting-incontrol

ofvariablespeedconstantfrequencydoublyfedwindpowergenerator

ZhouMingming

LiShihua

（SchoolofAutomation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China）

（KeyLaboratoryofMeasurementandControlofCSEofMinistryofEducation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China）

Abstract：Thispaperproposesarotorcurrentcompositecontrolmethodbasedontheterminalsliding

modecontrol（TSM）andextendedstateobserver（ESO）forcutting-insystemofvariablespeed

constantfrequencydoubly-fedinductiongenerator（DFIG）．TSMcanmakethestatesnotonlyreachbutalsoconvergealongtheslidingsurfacetotheequilibriainfinitetime．themanifoldinfinitetime，

Thus，thegeneratord-axiscurrentandtheq-axiscurrentaredrivedtothereferencevaluesinfinite

time，obtainingafasterconvergenceandabettertrackingprecision．Moreover，theESOisintro-ducedtoestimatesystemdisturbances．Theestimatedvalueisemployedforfeedforwardcompensa-tionagainstdisturbances．Thishelpstoreducetherequiredvalueofswitchinggainfortheterminalslidingmodecontrolmethod，whichcanreducethechatteringphenomenonofsystemandobtainasmoothstatorvoltagewaveform．Thesimulationresultsshowthatthecompositecontrolstrategypro-ducesabetterrobustnessagainstvaryingparametersanddisturbances，thecutting-incontrolsystem

hasabetterdynamicperformance．Keywords：wind-powergenerator；doubly-fedinductiongenerator；no-loadcutting-incontrol；ter-minalslidingmodecontrol；extendedstateobserver在双馈风力发电系统中，发电机与网侧是柔性连接关系，可通过调节转子励磁电流实现软并网，

避免并网时发生的电流冲击和过大的电压波动．变

速恒频风力发电机的并网方式主要有空载并网、带

05-24．作者简介：周明明（1986—），收稿日期：2011-男，硕士生；李世华（联系人），男，博士，教授，博士生导师，lsh@seu．edu．cn．

基金项目：国家自然科学基金资助项目（61074013）、江苏省自然科学基金资助项目（BK2008295）．

．东南大学学报：自然科学版，2012，42（1）：55-61．［doi：10．3969/引文格式：周明明，李世华．变速恒频双馈风力发电机并网的复合控制［J］

j．issn．1001－0505．2012．01．011］

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