DFIG 风力发电机组控制系统,通过仿真探索风力发电机组控制系统
对电力需求的不断增加，化石燃料的快速消耗和环境问题的日益严重，促使人们对清洁和可持续能源的替代形式需求不断增加。全球范围内的能源产量已经从2020年的不到30%增加到2030年的40%以上。
根据国际可再生能源机构在2021年发布的统计数据，全球范围内2020年共产生了2,802,004兆瓦的电力，其中非洲增加了53,824兆瓦的电力。国际能源机构预测到2030年全球能源需求将增加一倍。
全球能源产量、消费和金融发展的波动显示了与全球经济增长相关的直接增长。这些全球范围内的经济增长趋势，结合工业发展和农村电气化的能源需求，在南非也有所体现。南非的能源来源包括59%的煤炭、16%的石油、3%的汽油、2%的核能和20%的可再生资源及其他来源。
全球风能装机容量的累积增长迅速推动了风能设施的发展。风是对流层上升气压力、重力、科氏力、离心力和摩擦力的总效应。风的空气动力学特性，包括升力和阻力、攻角以及高升阻比对于风能利用的风机转子叶片是有效的。
讨论了如何通过扭曲和锥形螺旋桨式转子叶片，改进攻角、转子转速和效率，同时减少阻力和弯曲应力。Betz方程评估了传统风力涡轮机从风中提取能量的最大效率为59%。风力涡轮发电系统通常分为升力型和阻力型、上风向和下风向型、水平轴和垂直轴型。
大多数电力网络运行在N+1或N+2配置标准。N-0配置标准广泛应用于径向低压配电网中。连接到电网的风能发电系统需要满足一定的标准。
风力涡轮机发电控制系统将风力涡轮机与电网连接，通过发电调度，调节发电机转速，从而调整发电机频率、电网电压、有功和无功功率的流动，同时在故障时将风力涡轮机与电网断开，导致功率损失、不同步和发电设施的级联跳闸。
通过在转子侧变流器上控制转子电流以及通过扩展状态观测器控制来动态地消除由风能转换方法产生的实际和无功定子功率。
将最大功率点跟踪与DFIG定子磁通定向矢量控制相结合，以分离DFIG中心风力涡轮机产生的实际功率和无功功率的控制，并以发电功率为DFIG的动态能量参考。
通过将进一步的电流控制器环嵌入矢量引用信号中，将对电网集成DFIG的对称和非对称电压升降进行了控制。采用开路定子负序转子电流控制系统，允许感应定子电压与电网系统电压一样不平衡，从而实现DFIG与电网系统的均匀连接。
这次主要是调查风能发电机组与电力系统集成的影响。转子侧变流器控制单元用于通过调节转子电流和DFIG转速来控制实际和无功功率。
通过计算定子电压、定子电流、转子电流和编码器响应信号来控制转子速度，主动PI测量和控制过程改进了控制系统的稳定性，并提高了其对系统噪声的鲁棒性。
参与的PI控制单元通过维持稳定的发电功率频率和电压与电网频率和电压相一致来证明对电网侧变流器控制。控制器方案和用于研究的仿真模式控制器，确保了风能发电机在不同的风速下与电网相一致，就像同步发电机一样，转子频率为零。
传统的风能控制策略，包括四个操作区域，它显示了风速作为风速的函数。这类似于全负荷条件下的操作。在这里机械功率可以通过调整叶片角度或使用扭矩控制进行限制。
通常电磁扭矩保持在一个微不足道的值，并调节叶片角度以保持风力涡轮在最大转速下，以保持功率输出在高于额定风速的情况下。
最大功率点控制的DFIG的转速与转子转速的最大功率偏差是为每个单独的风力涡轮预先确定的。由于风的间歇性特性，必须包含一个控制单元，以便能够无论风速如何跟踪最大峰值。
由于自适应跟踪和自校准功能，这两种最佳MPC控制方法在文献中被描述为间接速度控制和直接速度控制。直接速度控制器比较紧密地跟踪最大功率曲线，具有快速的动态响应。
这次重点是调查风能发电机组与电力系统集成的影响。通过调节转子电流和DFIG转速来控制实际和无功功率的转子侧变流器控制单元。
通过计算定子电压、定子电流、转子电流和编码器响应信号，利用主动PI测量和控制过程改进了控制系统的稳定性，并提高了其对系统噪声的鲁棒性。
通过维持稳定的发电功率频率和电压与电网频率和电压相一致的控制单元，实现了电网侧变流器的控制。研究所采用的控制器方案和仿真模式控制器确保了风能发电机在不同的风速下与电网相一致，就像同步发电机一样，转子频率为零。
