双馈风电机组网侧控制器参数辨识的频域方法

提出了基于频域方法解耦辨识双馈风电机组网侧控制器参数的新方法。首先根据双馈风电机组网侧控制器模型以及发电机端口到网侧控制器的电压方程,推导出网侧控制器的解耦模型,该模型可实现d轴和q轴参数的解耦辨识。然后根据解耦模型传递函数的幅值灵敏度及相位灵敏度,分析了网侧控制器参数的可辨识性及辨识的难易度。通过在输入参考信号上叠加伪随机信号,根据输入信号的自功率谱及输入、输出信号的互功率谱,获得传递函数的频率序列。最后应用Levenberg-Marquardt优化算法对网侧控制器各参数进行了辨识。50次辨识值的方差表明了参数辨识结果的稳定性,辨识结果表明了所提方法的可行性。

网侧次同步阻尼控制器的设计及其RTDS测试

针对风电场接入串补输电系统,研制一种网侧次同步阻尼控制器(grid-side subsynchronous damping controller,GSDC)抑制次同步谐振(subsynchronous resonance,SSR)。GSDC由次同步阻尼计算器(subsynchronous damping calculator, SDC)和次同步电流发生器(subsynchronous current generator,SCG)构成,通过向风电场注入可控的次同步频率电流,实现抑制风电场SSR的目标。阐述了GSDC的工作原理和设计方法。研发了一套等效容量为10MVA、输出电压为35k V的装置,并通过基于实时数字仿真仪(real time digital simulator,RTDS)的硬件在环试验验证效果。结果表明:研发的GSDC能提高系统次同步频率的阻尼并有效抑制SSR,为解决风电场次同步谐振和振荡问题提供一种有效的技术手段。

机侧与网侧多通道附加阻尼控制器参数协调综合抑制低频振荡和次同步振荡

由于低频振荡与次同步振荡存在阻尼耦合,针对一种特定振荡模式设计控制器,会对其他频段的振荡模式造成不利的影响。综合考虑低频振荡与次同步振荡这2种模式,基于模式分离方法设计机侧与网侧附加阻尼控制器,将阻尼耦合问题转化为控制器之间的参数协调优化问题。使各控制器之间以及对应同一振荡模式的各通道之间的参数协调配合,以综合抑制低频振荡与次同步振荡,最大限度地降低模式之间的阻尼耦合;在协调优化过程中,对次同步振荡模式的阻尼比阈值进行动态设定,即次同步振荡模式的频率越大,其所需阻尼比的阈值越小。特征值分析与时域仿真结果均表明,所提协调控制策略能显著地改善系统各频段的阻尼特性;相比于传统的阻尼控制策略,所提协调控制策略具有更好的阻尼效果。

基于改进粒子群算法的双馈电机网侧优化控制

双馈感应电机网侧控制系统通常采用比例-积分(Proportion Integration,PI)控制,其中控制器PI的参数是专家依靠经验试凑得到的,过程费时费力,且控制效果不理想,为解决这一问题,提出了一种改进粒子群算法。在Matlab/Simulink中搭建基于双馈电机的网侧控制系统,把改进后的粒子群算法作用于网侧控制系统中的PI控制器,可以快速得到优化后的PI参数。分别用未优化的控制器和经过优化的控制器对控制系统进行仿真,结果表明,用改进粒子群算法优化的控制器其控制系统具有更好的动态性能。