海上风电全直流汇集送出系统自适应振荡抑制策略

海上风电全直流汇集送出系统中各DC/DC变换器以串并联形式组网,其控制之间相互耦合,极易诱发直流母线电压振荡。为抑制海上风电全直流汇集送出系统的直流母线电压振荡,提出一种基于直流镇定器的自适应振荡抑制策略。建立系统中各DC/DC变换器的阻抗模型。在风机机端升压端口处并联直流镇定器,通过提取直流电压的振荡频率,自适应地控制输出电流跟踪其参考值,实现输出电流与直流母线的振荡电压分量同频同相,重塑了风机机端升压端口对应谐振频率附近的阻抗。基于所提方法的振荡抑制机理,设计了期望输出导纳系数的取值界限并进行了直流镇定器的容量配置。通过阻抗稳定性分析和PLECS仿真,验证了所提方法抑制系统直流母线电压振荡的有效性。

基于模型预测控制的输入并联输出串联双有源桥变换器均压控制策略

以双有源桥变换器(dual-active-bridge converters, DAB)为子模块、输入端并联输出端串联(input parallel output series, IPOS)构成的IPOS-DAB变换器是全直流风电系统实现风电直流汇集与送出的关键枢纽。IPOS-DAB变换器在工程实际应用中元器件参数存在差异,并串联时不同DAB子模块输出功率不均衡,导致DAB子模块输出电压电流不均衡,进而会造成子模块损坏的机率大增,极大地降低了系统的可靠性。传统均压控制存在可靠性较低、动态性能不足的问题,因此无法满足外部动态扰动时的控制要求。针对此问题,结合模型预测控制(model predictive control, MPC)方法的优势,采用模型预测控制对IPOS-DAB变换器进行均压控制。首先根据IPOS-DAB变换器建立预测模型,然后设计控制目标函数及整体控制策略。最后在Matlab/Simulink中搭建系统模型,在不同工况下与传统均压控制进行对比仿真验证,证明了所提控制策略具有更好的均压控制效果。