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基于定子电流微分前馈控制的双馈异步风力发电机低电压穿越复合控制策略
论文标题：基于定子电流微分前馈控制的双馈异步风力发电机低电压穿越复合控制策略
摘要：
随着风力发电技术的快速发展，双馈异步风力发电机作为一种高效、经济的发电设备得到了广泛应用。然而，在实际运行中，双馈异步风力发电机常常会面临低电压穿越等问题，影响其稳定运行。本文针对这一问题，提出了基于定子电流微分前馈控制的双馈异步风力发电机低电压穿越复合控制策略。通过对双馈异步风力发电机的模型建立和控制策略设计，实现了对低电压穿越的自适应控制和优化。
首先，通过对双馈异步风力发电机的电路和转矩方程进行分析，建立了其数学模型。在此基础上，利用定子电流微分前馈控制的思想，设计了定子电流微分前馈控制器。该控制器可以根据定子电流的变化趋势对转子电流进行预测，从而减小低电压穿越对发电机的影响。
其次，为了提高双馈异步风力发电机低电压穿越的控制性能，本文还采用了复合控制策略。复合控制策略是将比例积分控制器（PI控制器）和滑模控制器相结合的一种控制方法，可以在低电压穿越过程中保持较好的动态响应和稳态性能。通过对PI控制器和滑模控制器的参数设计和组合，实现了低电压穿越中双馈异步风力发电机的稳定运行。
最后，在Simulink仿真环境中进行了双馈异步风力发电机低电压穿越复合控制策略的验证。仿真结果表明，所提出的控制策略能够有效减小低电压穿越对发电机的影响，保证了发电机在低电压穿越过程中的稳定运行。
关键词：双馈异步风力发电机；低电压穿越；定子电流微分前馈控制；复合控制策略；仿真验证
Abstract：
Withtherapiddevelopmentofwindpowergenerationtechnology,doublyfedinductiongenerators(DFIGs)havebeenwidelyusedasefficientandeconomicalpowergenerationdevices.However,DFIGsoftenfacetheproblemoflowvoltageride-through(LVRT)duringactualoperation,whichaffectstheirstableoperation.Inresponsetothisissue,thispaperproposesacompositecontrolstrategybasedonstatorcurrentdifferentialfeedforwardcontrolforDFIGLVRT.ByestablishingthemodelofDFIGanddesigningthecontrolstrategy,adaptivecontrolandoptimizationofLVRTarerealized.
Firstly,themathematicalmodelofDFIGisestablishedbyanalyzingitscircuitandtorqueequations.Basedonthis,thestatorcurrentdifferentialfeedforwardcontrollerisdesignedusingtheideaofstatorcurrentdifferentialfeedforwardcontrol.Thiscontrollercanpredicttherotorcurrentbasedonthetrendofthestatorcurrent,therebyreducingtheimpactofLVRTonthegenerator.
Secondly,inordertoimprovethecontrolperformanceofDFIGLVRT,acompositecontrolstrategyisadopted.Thecompositecontrolstrategyisacontrolmethodthatcombinesproportional-integralcontrol(PIcontrol)andslidingmodecontrol,whichcanmaintaingooddynamicresponseandsteady-stateperformanceduringLVRT.BydesigningandcombiningtheparametersofthePIcontrollerandslidingmodecontroller,thestableoperationofDFIGduringLVRTisachieved.
Finally,theproposedcompositecontrolstrategyforDFIGLVRTisverifiedintheSimulin