基于自抗擾控制策略的SVC在風電系統中的應用研究.pdf

1、隨著風力發(fā)電的蓬勃發(fā)展，電壓穩(wěn)定性及其無功補償問題成為其主要問題之一。以異步電機為代表的風力發(fā)電系統吸取無功功率的特性導致風電系統較常規(guī)電力系統的電壓更加不穩(wěn)定，目前普遍的做法是通過無功補償器對風電場進行無功補償。無功補償作用的發(fā)揮和很多方面有關系，包括容量和裝設點的地點等因素，其中無功補償器的控制方式也對其作用的發(fā)揮有著巨大影響。自抗擾控制器是一種不依賴系統確定模型的控制方式，這種控制策略有很好的魯棒性和適應性。本文應用自抗擾控制(A

2、DRC)策略對風電系統中的SVC控制問題進行了探索研究。本文主要工作如下：
　　 (1)針對風電系統的特殊性，應用自抗擾控制策略進行了靜止無功補償器的控制器設計研究。因為風電場的輸出是個大范圍變化的不可預測的時變量，本文建立風電場靜態(tài)模型的方法是將看它作為整個系統的一個PQ節(jié)點，整個風電系統模型為含SVC的單機無窮多母線系統，對此系統進行分析，以維持風電系統電壓穩(wěn)定為控制目標，進而設計了針對此風電系統SVC的自抗擾控制器，首先設

3、計TD安排了過渡過程，解決了噪聲污染和微分信號的提取問題，然后設計ESO將內擾動和外擾動歸結為總擾動進行估計和補償，最后設計NL使反饋更加合理，實現了小誤差大增益，大誤差小增益。仿真實驗證明自抗擾控制器能快速，適時適量的進行無功補償，在系統發(fā)生故障時也能迅速回復，較PI控制器，自抗擾控制器有著更好的快速性、適應性和魯棒性。
　　 (2)運用分岔理論對SVC和線性自抗擾控制器(LADRC)的參數進行了靜分岔研究。靜分岔理論對非線性

4、系統的穩(wěn)定性問題可以有效的分析，而風電系統正是一個典型的非線性動力系統，所以可以運用靜分岔理論對風電系統穩(wěn)定性進行分析。首先分析了靜止無功補償器對風電系統的影響，然后以風電系統SVC中的線性自抗擾控制器的比例參數Kp為分岔參數，得到風電系統母線電壓鞍結分岔邊界。通過3機6節(jié)點簡單系統的仿真證明了風電系統在進行SVC補償后，其臨界有功功率和無功功率的輸出及其電壓穩(wěn)定性得到了加強，而線性自抗擾控制器的控制參數Kp增大可有效提高風電場的電壓穩(wěn)