自抗扰控制在直驱风电场次同步振荡抑制中的应用

"基于自抗扰控制的直驱风电场次同步振荡抑制策略" 本文主要探讨了如何解决直驱风电场与弱交流电网之间相互作用引起的次同步振荡（SSO）问题。直驱风电场，特别是采用直驱永磁同步发电机（D-PMSGs）的风电系统，在连接到弱交流电网时，由于电压源换流器的存在，可能导致SSO的发生。SSO会对电网稳定性造成严重影响，降低风电场的运行效率。 作者提出了一种基于自抗扰控制（ADRC）理论的抑制策略。ADRC是一种先进的控制方法，具有良好的动态性能和鲁棒性。在该策略中，ADRC控制器被设计来替代传统的电流内环PI控制器，以应对直驱风机网侧换流器的问题。ADRC控制器的核心在于其能够实时估计并补偿风电场接入电网所产生的影响，从而切断风电场与电网之间的不良相互作用，有效抑制SSO。 文章通过数学分析展示了ADRC控制器的抑制机理。ADRC控制器能够动态跟踪系统状态，实时补偿非线性和不确定性，以此阻断次同步振荡的传播。这表明，直驱风电场接入弱交流电网时，电流内环PI控制器可能是导致SSO的主要因素。 为了验证这一策略的有效性，作者利用PSCAD/EMTDC仿真软件构建了基于PI控制器和ADRC控制器的直驱风电场接入弱交流电网的电磁暂态模型。对比仿真结果显示，ADRC控制器在抑制SSO方面表现出更优的效果，同时具有更高的鲁棒性和适应性，证明了其在解决此类问题上的优越性。 文章深入研究了直驱风电场SSO的发生机理，并提出了一种创新的控制策略，即使用ADRC控制器代替PI控制器，有效地抑制了次同步振荡，提升了风电场并网的稳定性。这种方法对于预防和治理风电场引发的次同步振荡问题具有重要的理论价值和实践意义，有助于促进清洁能源的健康发展和电网的稳定运行。