基于自抗擾控制策略的SVC在風(fēng)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電的蓬勃發(fā)展，電壓穩(wěn)定性及其無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題成為其主要問(wèn)題之一。以異步電機(jī)為代表的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)吸取無(wú)功功率的特性導(dǎo)致風(fēng)電系統(tǒng)較常規(guī)電力系統(tǒng)的電壓更加不穩(wěn)定，目前普遍的做法是通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償器對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償作用的發(fā)揮和很多方面有關(guān)系，包括容量和裝設(shè)點(diǎn)的地點(diǎn)等因素，其中無(wú)功補(bǔ)償器的控制方式也對(duì)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(tǒng)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(yīng)性。本文應(yīng)用自抗擾控制(A

2、DRC)策略對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)中的SVC控制問(wèn)題進(jìn)行了探索研究。本文主要工作如下：
　　 (1)針對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)的特殊性，應(yīng)用自抗擾控制策略進(jìn)行了靜止無(wú)功補(bǔ)償器的控制器設(shè)計(jì)研究。因?yàn)轱L(fēng)電場(chǎng)的輸出是個(gè)大范圍變化的不可預(yù)測(cè)的時(shí)變量，本文建立風(fēng)電場(chǎng)靜態(tài)模型的方法是將看它作為整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)PQ節(jié)點(diǎn)，整個(gè)風(fēng)電系統(tǒng)模型為含SVC的單機(jī)無(wú)窮多母線系統(tǒng)，對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行分析，以維持風(fēng)電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定為控制目標(biāo)，進(jìn)而設(shè)計(jì)了針對(duì)此風(fēng)電系統(tǒng)SVC的自抗擾控制器，首先設(shè)

3、計(jì)TD安排了過(guò)渡過(guò)程，解決了噪聲污染和微分信號(hào)的提取問(wèn)題，然后設(shè)計(jì)ESO將內(nèi)擾動(dòng)和外擾動(dòng)歸結(jié)為總擾動(dòng)進(jìn)行估計(jì)和補(bǔ)償，最后設(shè)計(jì)NL使反饋更加合理，實(shí)現(xiàn)了小誤差大增益，大誤差小增益。仿真實(shí)驗(yàn)證明自抗擾控制器能快速，適時(shí)適量的進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)也能迅速回復(fù)，較PI控制器，自抗擾控制器有著更好的快速性、適應(yīng)性和魯棒性。
　　 (2)運(yùn)用分岔理論對(duì)SVC和線性自抗擾控制器(LADRC)的參數(shù)進(jìn)行了靜分岔研究。靜分岔理論對(duì)非線性

4、系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題可以有效的分析，而風(fēng)電系統(tǒng)正是一個(gè)典型的非線性動(dòng)力系統(tǒng)，所以可以運(yùn)用靜分岔理論對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。首先分析了靜止無(wú)功補(bǔ)償器對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)的影響，然后以風(fēng)電系統(tǒng)SVC中的線性自抗擾控制器的比例參數(shù)Kp為分岔參數(shù)，得到風(fēng)電系統(tǒng)母線電壓鞍結(jié)分岔邊界。通過(guò)3機(jī)6節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)單系統(tǒng)的仿真證明了風(fēng)電系統(tǒng)在進(jìn)行SVC補(bǔ)償后，其臨界有功功率和無(wú)功功率的輸出及其電壓穩(wěn)定性得到了加強(qiáng)，而線性自抗擾控制器的控制參數(shù)Kp增大可有效提高風(fēng)電場(chǎng)的電壓穩(wěn)