双馈风电机组的小信号分析及其控制系统的参数优化.docx

双馈风电机组的小信号分析及其控制系统的参数优化
双馈风电机组的小信号分析及其控制系统的参数优化
摘要：随着可再生能源的发展，风能已成为一种重要的清洁能源。双馈风电机组作为风能发电系统的一种重要形式，具有较高的效率和可靠性。本文通过对双馈风电机组的小信号分析及其控制系统的参数优化进行研究，以提高风电系统的性能和稳定性。
一、引言
双馈风电机组是一种使用双馈感应发电机的风能发电系统。在该系统中，双馈感应发电机作为风轮传动的发电机，通过电力电子器件将风力切变机轴线方向上的大风功率传递给电网，同时通过另一端的转子定子传递一部分转矩。
二、双馈风电机组的小信号分析
双馈风电机组的小信号分析是研究其稳态和动态性能的重要方法。通过对双馈风电机组的小信号模型进行建立和分析，可以得到其稳态和动态响应的频率特性，从而进行控制系统的参数设计和优化。
1.双馈风电机组的小信号模型
双馈风电机组的小信号模型包括发电机侧和电网侧两个部分。发电机侧的小信号模型主要描述了双馈感应发电机的动态特性，包括转子电流、转矩和转速的关系。电网侧的小信号模型主要描述了双馈电机组与电网之间的能量传递和功率调节过程。
2.双馈风电机组的小信号响应
通过对双馈风电机组的小信号模型进行频域分析，可以得到其响应的频率特性。其中包括振荡频率、带宽和相位裕度等指标。这些指标可以量化双馈风电机组的稳定性和动态响应能力。
三、双馈风电机组控制系统的参数优化
控制系统是双馈风电机组性能和稳定性的关键因素。通过对控制系统的参数进行优化，可以提高风电系统的性能和稳定性。
1.双馈风电机组控制系统架构
双馈风电机组的控制系统主要包括发电机侧控制和电网侧控制两个部分。发电机侧控制包括转子电流的控制和转矩的控制，电网侧控制主要包括功率的调节和稳定性控制。
2.双馈风电机组控制系统参数优化
双馈风电机组的控制系统参数优化主要包括PID参数的整定和控制策略的选择。通过对PID参数进行整定，可以使风电系统的动态响应更加稳定和快速。控制策略的选择要考虑到系统的性能和稳定性要求，同时结合实际的控制需求。
四、结论
通过对双馈风电机组的小信号分析及其控制系统的参数优化，可以提高风电系统的性能和稳定性。双馈风电机组的小信号分析可以得到其稳态和动态响应的频率特性，为控制系统参数设计和优化提供依据。控制系统的参数优化包括PID参数的整定和控制策略的选择，可以提高风电系统的动态响应速度和稳定性。
参考文献：
[1]Geng,Y.,Jiang,B.,Wang,J.,&Cheng,M.(2019).AsmallsignalstabilitycontrolmethodofwindpowerintegratedsystembasedonfuzzyPID.JournalofRenewableEnergy,133,493-504.
[2]Li,Z.,Ma,X.,Zhang,J.,&Yang,R.(2018).Small-signalstabilityanalysisofpowersystemincorporatingwindfarmsbasedonimprovedLQRcontrol.JournalofElectricalEngineeringandTechnology,13(3),1317-1330.
[3]Wang,D.,Gao,L.,&Zhang,J.(2017).Windenergyconversionsystemsfordistributedgeneration:Optimization,controlandgridintegration.Wiley.
关键词：双馈风电机组、小信号分析、控制系统、参数优化、风电系统