PI控制器对永磁直驱风力发电系统振荡影响研究

"PI控制器对并网永磁直驱型风力发电系统机网相互作用的影响" 在当前全球能源和环境问题的压力下，可再生能源的开发，尤其是风力发电技术，得到了广泛关注。永磁直驱风力发电系统（PMSG）由于其高效率、低扭矩峰值以及变速运行的能力，已成为风力发电领域的优选技术。该类系统省去了齿轮箱，降低了建设和维护成本，增加了系统的可靠性和功率密度。 并网永磁直驱风力发电系统在大规模应用中，可能出现的振荡问题是一个关键的研究课题。这种振荡主要体现在有功功率的次同步振荡（SSO）和低频振荡，可能引起风电场与电网的不稳定相互作用，甚至导致大规模风电机组脱网。为了解决这些问题，学者们进行了深入研究，例如通过建立小信号模型来分析系统动态行为。 本文建立了一个基于PQ解耦控制的PMSG系统小信号模型，利用特征值分析法揭示了系统的振荡模态、特征频率和影响状态变量。此外，通过相关因子分析法，确定了最优的PI控制器参数，这有助于改善系统性能。分布估计算法结合Copula理论的应用，使得找到最佳控制参数成为可能。 在MATLAB/Simulink环境下进行时域仿真，验证了各种振荡模态的存在，并研究了控制参数变化对系统次同步控制相互作用、次同步振荡和低频振荡模态的影响。通过调整变流器的控制参数，可以观察到这些振荡现象的变化，这对于理解和预防潜在的系统稳定性问题至关重要。 最后，应用最佳PI控制器参数对PMSG系统进行模态分析，仿真结果证明了所提模型和控制策略的有效性。这些研究成果为优化风力发电系统的控制策略，确保并网稳定性提供了理论基础和实践指导，对于预防和解决风电场的异常运行事件具有重要意义。