雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中變槳距線性自抗擾控制系統(tǒng)研究

李華柏， 謝永超， 胡 揚(yáng)

（湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南株洲 412001）

雙饋異步電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用很廣泛. 風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，雙饋電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能. 雙饋電機(jī)包含兩套極數(shù)不同的繞組，定子繞組（功率繞組）通過(guò)變壓器與電網(wǎng)直接相連，轉(zhuǎn)子繞組（控制繞組）連接雙向變流器，經(jīng)變壓器與電網(wǎng)相連［1-2］.

風(fēng)力機(jī)捕獲的風(fēng)能取決于風(fēng)速與槳距角，因此根據(jù)風(fēng)速調(diào)節(jié)槳距角，使風(fēng)力機(jī)始終能捕獲最大風(fēng)能，實(shí)現(xiàn)最大功率輸出. 根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，可以分為最大功率追蹤區(qū)、恒轉(zhuǎn)速區(qū)、恒功率區(qū).

當(dāng)風(fēng)速大于切入風(fēng)速、小于額定風(fēng)速時(shí)，為最大功率追蹤區(qū). 為了使風(fēng)力機(jī)捕獲最大風(fēng)能，固定槳距角θ=0°并保持不變，調(diào)節(jié)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速使風(fēng)力機(jī)工作在最佳葉尖速比，系統(tǒng)進(jìn)行最大功率追蹤，捕獲最大風(fēng)能，輸出即時(shí)風(fēng)速對(duì)應(yīng)的最大功率.

當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，發(fā)電機(jī)進(jìn)入恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行，進(jìn)入恒轉(zhuǎn)速區(qū). 隨著風(fēng)速增加，風(fēng)能利用系數(shù)減小，輸出功率增加至額定功率.

當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速后，進(jìn)入恒功率區(qū)，為保護(hù)發(fā)電系統(tǒng)，調(diào)節(jié)葉片攻角，實(shí)現(xiàn)變槳距控制，限制風(fēng)輪捕獲風(fēng)能，使風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)維持在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，系統(tǒng)輸出額定發(fā)電功率.

針對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組的功率控制研究，文獻(xiàn)［1］采用自適應(yīng)遺傳和模糊布谷鳥(niǎo)算法整定的自抗擾控制技術(shù)，改善了風(fēng)電機(jī)組的控制性能［1］. 文獻(xiàn)［2］采用基于改進(jìn)灰狼算法的線性自抗擾技術(shù)對(duì)變槳……