暂态谐波电网下双馈风力发电机建模与控制技术

焦浩然; 金萧; 许国东; 周波; 年珩

doi:10.7500/AEPS20230704007

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暂态谐波电网下双馈风力发电机建模与控制技术

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 暂态谐波电网下双馈风力发电机建模与控制技术
- Modeling and Control Technology of Doubly-fed Induction Generator Based Wind Turbine in Power Grid with Transient Harmonic
- 电力系统自动化 2024年48卷第3期页码：82-92
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院,浙江省杭州市 310027
  2.浙江运达风电股份有限公司,浙江省杭州市 311106
  3.国网四川省电力公司电力科学研究院,四川省成都市 610041
- 作者简介：
  
  焦浩然(1999—)，男，硕士研究生，主要研究方向：暂态谐波电网下双馈风电机组建模与控制技术。E-mail：1776204553@qq.com
  金萧(1995—)，男，博士，主要研究方向：新能源并网运行技术、特高压直流输电系统故障分析等。E-mail：314010339@zju.edu.cn
  许国东(1979—)，男，教授级高级工程师，主要研究方向：大型风电机组控制、并网与检测技术。E-mail：xgd@chinawindey.com
  年珩（1978—），男，通信作者，博士，教授，IEEE高级会员，主要研究方向：可再生能源发电技术、交直流混合供电等。E-mail：nianheng@zju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52325702)
- DOI：10.7500/AEPS20230704007
  中图分类号：
- 收稿：2023-07-04，
  
  修回：2023-10-08，
  
  网络出版：2023-12-29，
  
  纸质出版：2024-02-10
- 稿件说明：
移动端阅览
焦浩然,金萧,许国东等.暂态谐波电网下双馈风力发电机建模与控制技术[J].电力系统自动化,2024,48(3):82-92.

JIAO Haoran,JIN Xiao,XU Guodong,et al.Modeling and Control Technology of Doubly-fed Induction Generator Based Wind Turbine in Power Grid with Transient Harmonic[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(3):82-92.
焦浩然,金萧,许国东等.暂态谐波电网下双馈风力发电机建模与控制技术[J].电力系统自动化,2024,48(3):82-92. DOI： 10.7500/AEPS20230704007.

JIAO Haoran,JIN Xiao,XU Guodong,et al.Modeling and Control Technology of Doubly-fed Induction Generator Based Wind Turbine in Power Grid with Transient Harmonic[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(3):82-92. DOI： 10.7500/AEPS20230704007.

摘要

换相失败、励磁涌流、冲击性负荷等引起的暂态谐波进入电网易造成双馈感应发电机(DFIG)产生变流器过流脱网、机组稳定性破坏等严重后果。为提高暂态谐波电网下DFIG的运行性能，改善其馈入电网的电能质量，首先，建立了暂态谐波电网下DFIG的数学模型；其次，提出了一种基于重复控制调节器的控制策略，在暂态谐波冲击下分别实现了转子电流平衡且正弦和定子电流平衡且正弦的控制目标；然后，分析了所提控制策略的控制性能，包括谐波电压抗干扰性能及控制目标切换后的稳定性能；最后，基于硬件在环仿真平台，对所提控制策略的有效性进行了实验验证。

Abstract

Transient harmonics caused by commutation failure

excitation inrush current and impulsive loads entering the power grid can easily lead to serious consequences such as converter overcurrent and disconnection as well as unit stability damage in the doubly-fed induction generator (DFIG). To improve the operating performance of DFIG in the power grid with transient harmonic and improve its power quality fed into the power grid

the mathematical model of DFIG in the power grid with transient harmonic is firstly established. Secondly

a control strategy based on repetitive control regulator is proposed

which achieves the control objectives of rotor current balance and sine as well as stator current balance and sine under transient harmonic impact

respectively. Afterwards

the control performance of the proposed control strategy is analyzed

including harmonic voltage anti-interference performance and stability performance after switching the control target. Finally

based on the hardware-in-loop simulation platform

the effectiveness of the proposed control strategy is experimentally verified.

关键词

Keywords

references

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