一人一梦56东南大学学报（自然科学版）
超调更小．应快、
第42卷
［1］
独立负载并网和孤岛并网．对于空载并网方式而言，并网前发电机不带负载，不参与能量和转速
实现简单．的控制，
2-4］文献［介绍了双馈电机空载并网PI控制，
将矢量变换技术移植到发电机并网控制上，提出了一种基于定子磁链定向方式的空载并网控制方法，但这种控制方法对电机参数的依赖性较高，实时性5］和抗扰动性能都较差．文献［介绍了一种基于自抗扰控制的并网策略，该控制策略不需要精确电机参数就可以实现并网控制，并对参数的摄动以及内外扰动都具有良好的鲁棒性．
滑模控制是一种有效的非线性控制方法，文6-7］介绍了双馈电机空载并网积分滑模控献［制，其效果不仅在于动态响应速度快，而且系统进入滑动模态后对参数摄动和外部扰动具有强鲁棒性．
上述滑模控制方法中系统状态到滑模面后都是在无限时间后才能到达平衡点，为此，文献［8］提出一种新的终端滑模控制设计方法，即在构造终端滑动超平面的设计中引入非线性函数，滑模面，使得在滑模面上系统状态能够在有限时间内收敛到零．与传统的滑模控制方法相比，该方法具有更好的收敛性．终端滑模控制已被应用于许多不同的领域，并取得了良好的效果，如机
［9-10］［11］
、械臂系统空间飞行器及永磁同步电机转子位置的观测
［12］
1双馈发电机并网矢量控制
在不计铁心饱和、忽略谐波磁势影响、气隙均
匀的情况下，双馈发电机在同步速旋转坐标系下的
［4］数学模型为：
1）电压方程
ud，s=Rsid，s+pψd，s－ω1ψq，suq，s=Rsiq，s+pψq，s+ω1ψd，sud，r=Rrid，r+pψd，r－ωsψq，ruq，r=Rriq，r+pψq，r+ωsψd，r
2）磁链方程
ψd，s=Lsid，s+Lmid，rψq，s=Lsiq，s+Lmiq，rψd，r=Lrid，r+Lmid，sψq，r=Lriq，r+Lmiq，s
3）电磁转矩方程和运动方程
Jpωr
Tm－Te=
np
}}
（1）（2）
}}
（3）（4）
Te=1.5np（ψd，siq，s－ψq，sid，s）Rs，Rr分别为定、Lr，式中，转子绕组等效电阻；Ls，Lm分别为d，q轴定、转子绕组自感及互感；id，s，iq，id，iq，q轴定、uq，转子电流；ud，s，r，r分别为d，s，s，ud，uq，q轴定、转子电压；ψd，ψq，ψd，r，r分别为d，s，s，r，q轴定、ψq，转子磁链；ω1，ωr，ωs分别为r分别为d，同步角速度、转子角速度和转差角速度；Tm为机械转矩；Te为电磁转矩；J为转动惯量；np为电机极对数；p为微分算子．
为了避免并网时的电流冲击和转轴受到突然的扭矩，需要满足一定的并网条件，即双馈风力发电机定子电压的幅值、频率、相位和电网电压的一致．发电机并网控制就是在并网之前调节定子电满足并网条件后进行并网操作．由于并网前，双压，
馈发电机空载运行，定子线圈中没有电流，即id，s=iq，于是可推得s=0，
id，r=
us
ω1Lm
}
（5）
．
无论是传统的滑模控制还是终端滑模控制，如何削弱抖振都是一个重要的问题．针对滑模控制固有的抖振现象，常用的抖振削弱方法是采用饱和函数或S型函数代替开关函数，这实际上是一种近似化处理，会降低系统的抗扰动性能．引入扰动观测前馈补偿策略，估计出扰动并进行补偿，这样系统的滑模控制律可以选取更小的切换增益值，达到既不牺牲抗扰动性能又可以削弱抖振的目的．
风电并网控制系统在并网之前需要使得风力发电机的定子电压跟踪上电网电压，以实现风力发电机平滑地接入电网．本文针对风电并网控制系统的特点，利用终端滑模控制方法，设计了一种新型的并网控制策略，同时采用扩张状态观测器观测出系统的扰动并进行前馈补偿，有利于减小终端滑模控制中切换控制增益的取值和削弱抖振．由于设计的终端控制律中不存在状态变量的负分数幂，避免了传统终端滑模控制的奇异性问题．仿真结果表明，该复合控制算法能够顺利实现并网并且动态响http：//journal．seu．edu．cn
iq，r=0
}
}
（6）
将式（6）代入式（2）可得
ud，r=（Rr+Lrp）id，r－ωsLriq，r
uq，r=（Rr+Lrp）iq，r+ωsLrid，r
（7）
由式（7）所表示的转子电压方程可以设计出
d并网矢量控制系统，如图1所示．由式（6）可知，轴电流的给定信号与电机参数Lm有关，而当Lm
