风力发电模糊PI控制：双馈异步电机的有功与无功功率控制

"这篇研究论文探讨了用于风力发电机驱动的双馈异步发电机（DFIM）的有功和无功功率控制策略。文中对比了两种控制方法：一种基于经典的PI控制器，另一种采用模糊PI控制。70%的发电功率通过定子绕组直接输入电网，剩余30%的功率通过背靠背转换器传输到电网。控制策略旨在管理有功和无功功率，并研究机器参数变化对系统控制效果的影响。所有分析和测试均在Matlab / Simulink环境中通过仿真进行。" 本文主要涉及以下几个知识点： 1. **风能转换系统（Wind Energy Conversion System, WECS）**：这是将风能转化为电能的系统，通常包括风力发电机、变流器和电力网络接口等组件。在这种系统中，风力发电机是核心设备，用于捕捉风能并将其转换为电能。 2. **双馈异步发电机（Doubly Fed Induction Generator, DFIM）**：这是一种特殊的异步发电机，其定子和转子都与电网连接，因此可以独立控制有功和无功功率。在风力发电应用中，这种设计允许更灵活的功率调节，适应风速的变化。 3. **矢量控制（Vector Control）**：这是一种高级的电机控制技术，通过对电机的磁链和转矩进行解耦控制，实现对有功和无功功率的精确管理。在DFIM中，矢量控制能够提高系统的动态响应和效率。 4. **PI控制器**：比例积分控制器是一种常见的自动控制策略，用于调整系统响应，使其保持在期望的设定点。在风力发电系统中，PI控制器被用来维持有功和无功功率的稳定。 5. **模糊逻辑控制器（Fuzzy-PI Control）**：模糊逻辑是模拟人类推理的控制策略，它可以处理不确定性并提供非线性控制。模糊PI控制器结合了模糊逻辑和经典PI控制器的优点，能够更智能地应对机器参数变化和环境不确定性。 6. **背靠背转换器**：在DFIM中，这种转换器用于连接发电机的转子侧与电网，允许独立控制转子电流，从而调节无功功率。 7. **有功和无功功率控制**：有功功率代表做功的功率，直接影响电网的电压和频率；无功功率虽然不直接做功，但对维持电网电压稳定性至关重要。通过调整这两个参数，可以优化能源传输和电网稳定性。 8. **机器参数变化对系统控制的影响**：风力发电机在运行过程中，其参数可能会因温度、机械磨损等因素变化。理解这些变化对控制策略的影响，对于设计稳健的控制系统至关重要。 9. **Matlab / Simulink仿真**：这是一个广泛使用的工具，用于模型建立、仿真和控制系统的分析。在本文中，它被用来测试和评估两种控制策略的性能。 通过上述对比研究，论文旨在找出最佳的控制策略，以提高风力发电系统的效率和稳定性，同时降低对电网的冲击。