双馈感应风力发电系统基于能量的机网侧联合控制算法

摘要

一种针对双馈感应风力发电系统基于能量的机网侧联合控制算法，属于风电控制技术领域。本发明依据风电系统能量流动将整个系统划分为四个子系统；设计各个子系统端口变量，确定子系统间的互联结构；根据子系统内部结构和子系统间的反馈互联得到整个系统端口受控哈密顿模型；设定系统期望平衡点；由系统在平衡点处的期望能量与当前能量的偏差确定控制能量，列能量匹配方程，求解控制变量，得到基于能量的机网侧联合控制器。本发明物理意义清晰，鲁棒性强，协调控制变换器机侧与网侧功率，不但能较好地实现机侧网侧各自的控制目标，同时提高了直流电压的动态控制性能，从而降低了变换器中对电容容量要求，节约了系统成本，并增强了整个系统的可靠性。

主权项

一种针对双馈感应风力发电系统的控制算法，其特征在于，控制双馈感应风力发电系统背靠背变换器开关函数，使所述系统在额定风速以下时，机侧控制实现最大功率追踪，网侧控制实现直流电压稳定，并保证单位功率因数；在额定风速附近时，机侧控制使风机转速恒定在额定转速，网侧控制仍实现直流电压稳定，保证单位功率因数；该控制算法包括以下步骤：a.将所述系统依据能量流动过程划分为多个子系统，设计各子系统的端口变量，使子系统相对应的输入端口变量与输出端口变量的内积为单位时间的子系统与外界的交互能量；b.遵循能量流动过程，构建子系统间的互联结构，并建立各子系统端口受控哈密顿模型；c.由所述系统在平衡点处的期望能量与当前能量的偏差确定控制能量，列能量匹配方程，求解基于能量的控制变量表达式；d.最终同时得到背靠背变换器的机侧和网侧变换器开关函数。