计及虚拟惯量控制的DFIG等效惯量在线评估与响应特性分析

作     者：王彤 邢其鹏 李鸿恩 王增平 WANG Tong;XING Qipeng;LI Hong'en;WANG Zengping

作者机构：新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)北京102206 

出 版 物：《电力系统保护与控制》 (Power System Protection and Control)

年 卷 期：2022年第50卷第11期

页      面：52-60页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目资助(51637005) 新能源电力系统国家重点实验室开放课题资助(LAPS20021) 

主　　题：双馈风机 虚拟惯量控制 等效惯量 控制参数 自适应扩展卡尔曼滤波 惯量响应特性 

摘      要：虚拟惯量控制的引入提高了双馈风机的频率调节能力,然而其惯量表现形式依赖于不同控制方式,导致其惯量响应特性不尽相同,亟需实现对其惯量水平及变化特征的准确感知。对基于转子动能虚拟惯量控制的双馈风机等效惯性定量表征及响应特性问题展开研究。首先,基于利用转子动能的虚拟惯量控制策略,建立了双馈风机在转子转速时间尺度下的简化模型,进而理论推导了双馈风机等效惯性常数的数学解析式。其次,针对解析式中双馈风机控制参数的“黑箱问题,提出了一种基于自适应扩展卡尔曼滤波的控制参数在线辨识方法。在此基础上,利用双馈风机稳态运行下的量测信息在线评估双馈风机等效惯性常数,定量表征双馈风机的惯量支撑能力。最后,在改进的四机两区仿真系统上验证了该方法的准确性。仿真分析结果表明:虚拟惯量控制参数主要影响惯量响应过程的初始阶段和恢复阶段,速度控制器参数主要影响惯量响应过程的恢复阶段和稳定阶段。