Fault Ride-through Strategy of Voltage-controlled Doubly-fed Wind Turbine Based on Improved Active Disturbance Rejection

XIE Zhen; CUI Jian; LI Zhe; ZHANG Xing

doi:10.7500/AEPS20210828002

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Fault Ride-through Strategy of Voltage-controlled Doubly-fed Wind Turbine Based on Improved Active Disturbance Rejection

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Fault Ride-through Strategy of Voltage-controlled Doubly-fed Wind Turbine Based on Improved Active Disturbance Rejection
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 21, Pages: 160-169(2022)
- 作者机构：
  
  合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽省合肥市 230009
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(51877063)
- DOI：10.7500/AEPS20210828002
  CLC：
- Received：28 August 2021，
  
  Revised：2022-03-10，
  
  Published Online：28 July 2022，
  
  Published：10 November 2022
- 稿件说明：
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谢震,崔建,李喆等.基于改进自抗扰的电压控制型双馈风电机组故障穿越策略[J].电力系统自动化,2022,46(21):160-169.

XIE Zhen,CUI Jian,LI Zhe,et al.Fault Ride-through Strategy of Voltage-controlled Doubly-fed Wind Turbine Based on Improved Active Disturbance Rejection[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(21):160-169.
谢震,崔建,李喆等.基于改进自抗扰的电压控制型双馈风电机组故障穿越策略[J].电力系统自动化,2022,46(21):160-169. DOI： 10.7500/AEPS20210828002.

XIE Zhen,CUI Jian,LI Zhe,et al.Fault Ride-through Strategy of Voltage-controlled Doubly-fed Wind Turbine Based on Improved Active Disturbance Rejection[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(21):160-169. DOI： 10.7500/AEPS20210828002.

摘要

电压控制型双馈感应发电机（VC-DFIG）具有良好的电压/频率支撑能力，其定子电压、转子电流双闭环结构有助于维持电压稳定，因而更适合在弱电网下运行。针对VC-DFIG电网对称故障下的电磁暂态问题，提出一种基于改进自抗扰的转子过电流抑制策略。首先，基于VC-DFIG转子电流数学模型构建转子电流自抗扰控制方案。然后，针对电网电压跌落瞬间扩张状态观测器(ESO)扰动估计不足的问题，在扰动估计中引入一定的暂态分量。一方面，实现扰动估计速度与精度的进一步提升，提高故障下VC-DFIG的转子过电流抑制能力；另一方面，通过ESO能对暂态分量变化所引起的扰动进行抑制，降低对暂态磁链观测准确性的依赖，具有较好的鲁棒性。最后，通过实验结果验证了所提方案的优越性。

Abstract

The voltage-controlled doubly-fed induction generator (VC-DFIG) has good voltage/frequency supporting capacity and its double closed-loop structure of stator voltage and rotor current helps maintain the voltage stability

which makes it more suitable for operation in weak grids. A rotor overcurrent suppression strategy based on the improved active disturbance rejection is proposed for the electromagnetic transient problem under symmetric faults of the power grid with VC-DFIG. Firstly

an active disturbance rejection control scheme of rotor current is constructed based on the VC-DFIG rotor current mathematical model. Then

for the problem of insufficient disturbance estimation by the extended state observer (ESO) at the moment of the voltage drop in the power grid

a certain transient component is introduced into the disturbance estimation. On one hand

the speed and accuracy of the disturbance estimation are further improved

and the rotor overcurrent suppression capability of the VC-DFIG under the fault is enhanced. On the other hand

ESO can suppress the disturbance caused by the change of transient components and reduce the dependence on the accuracy of transient magnetic chain observation

which has better robustness. Finally

the superiority of the proposed scheme is verified by experimental results.

关键词

Keywords

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