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文档简介

基于鲁棒控制的前端调速式风电机组低电压穿越控制研究

摘要：

随着风能的广泛利用和风电机组容量的不断增加，风电机组低电压穿越控制问题日益突出。本文基于鲁棒控制理论，针对前端调速式风电机组设计了一种低电压穿越控制方法。通过建立风电机组的数学模型，利用鲁棒控制方法设计了鲁棒控制器，实现了风电机组在低电压穿越过程中的稳定工作。

关键词：鲁棒控制；前端调速式风电机组；低电压穿越；稳定工作；控制方法

1.引言

风能作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了世界各国的广泛关注和发展。风电机组作为利用风能发电的装置，具有容量大、效率高、投资回收期短等优势，因此得到了迅速发展。然而，随着风电机组容量的不断增加，低电压穿越控制问题也日益突出。低电压穿越控制是指当电网电压下降到一定程度时，风电机组能够稳定运行，并且不会对电网产生过大的影响。因此，设计一种高效稳定的低电压穿越控制方法对于风电机组的安全运行具有重要意义。

2.风电机组数学模型

风电机组是由风力发电机和风力涡轮发电机两部分组成的。风力涡轮发电机通过转动风轮来驱动发电机发电，而风力发电机则负责将发电机产生的电能输送到电网中。为了研究风电机组的低电压穿越控制问题，需要建立风电机组的数学模型。风电机组的数学模型可以表示为：

其中，Ω是风轮角速度；λ是风速；p是机组机械输入功率；η是风轮到电网的传输效率；P是风能转换为电能的输出功率；v是电网电压。

3.鲁棒控制器设计

鲁棒控制是一种能够有效抵抗外部干扰和参数变化的控制方法。在低电压穿越控制问题中，由于电网电压的下降会影响风电机组的稳定运行，因此需要设计一种能够抵抗电网电压变化的控制器。鲁棒控制器的设计思路是将系统建模误差和控制器设计误差纳入考虑，从而使系统能够在不确定性和干扰的情况下保持稳定。通过引入滑模变量和自适应参数调节，可以实现风电机组的低电压穿越稳定控制。

4.实验结果与分析

为了验证鲁棒控制器在风电机组低电压穿越控制中的有效性，进行了一系列的实验。实验结果表明，鲁棒控制器能够有效抵抗电网电压下降对风电机组稳定运行的影响，保证了风电机组在低电压穿越过程中的正常工作。

5.结论

本文基于鲁棒控制理论，设计了一种前端调速式风电机组低电压穿越控制方法。通过实验验证，该方法能够有效抵抗电网电压下降对风电机组稳定运行的影响，保证了风电机组在低电压穿越过程中的正常工作。未来的研究方向可以探索其他控制方法和算法的应用，进一步提高风电机组低电压穿越控制的稳定性和效率。

本文通过鲁棒控制方法设计了一种前端调速式风电机组低电压穿越控制方法，并进行了实验验证。实验结果表明，该控制方法能够有效抵抗电网电压下降对风电机组稳定运行的影响，保证了风电机组在低电压穿越过程中的正常工作。这个研究为解决风电机组低电压

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