双馈发电机谐波环境下的PI-R电流控制优化

"本文主要探讨了在电网存在谐波的环境下，如何改进双馈感应发电机（DFIG）的PI-R电流控制策略，以提高其在风电应用中的性能。作者指出，电网谐波会导致电机的效率下降，电流畸变，功率波动等问题。现有的控制策略往往忽视了转子电压和电流之间的耦合特性，特别是谐波电压和电流间的耦合。为此，文章提出了一种考虑转子电压电流耦合全补偿的改进方法，通过在d、q轴转子电流控制器中引入耦合补偿项，实现快速解耦控制，提升控制策略的动态性能。这种方法基于DFIG的谐波电压和电流的耦合关系，设计了新的PI-R电流控制器。在PSCAD/EMTDC仿真平台上，改进方案的有效性和正确性得到了验证，证明了该策略能够更有效地抑制电网谐波对DFIG转子电流的影响，优化电能质量。" 在电网谐波环境下，双馈感应发电机（DFIG）的控制策略是研究的重点。DFIG在风电系统中广泛使用，但谐波电压的存在会对其性能产生负面影响，包括转矩脉动、电流畸变和功率波动，可能导致系统效率降低甚至解列。针对这一问题，现有的控制策略主要有两种：一种是基于多重旋转坐标系的定子电流谐波补偿，另一种是基于dq坐标系下的PI-R电流控制器。然而，这些策略通常没有充分考虑转子电压和电流的耦合，特别是谐波成分之间的耦合。 文章首先建立了一个包含电网谐波的DFIG动态模型，揭示了转子谐波电压和电流之间的耦合关系。然后，为了改善控制性能，提出了一个考虑转子谐波电压电流耦合全补偿的改进PI-R控制器。这个改进策略在设计中引入了耦合补偿项，旨在实现快速动态解耦，从而提高控制的准确性和响应速度。通过PSCAD/EMTDC的仿真结果，证明了该改进策略不仅能保留PI-R控制器的基本优点，还能更有效地抑制电网谐波对转子电流畸变和功率脉动的影响，显著提升电能质量。 这项工作为电网谐波环境下的DFIG控制提供了新的思路，对于优化风电系统的运行性能，减少谐波影响具有重要意义。未来的研究可以进一步探索这种耦合补偿策略在不同工况和复杂电网环境下的适应性，以及可能的硬件实现方案。