基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制

分析
Technology Analysis
D
I G I T C W 技术
102DIGITCW
2019.12
双馈风电机组是在发电机转子与电网间连接了一个变频器，通过改变转子中的励磁电流的频率，使得在定子上发出与电网电压、频率相同的电力，输入电网。

灰色预测是一种结合先进科学技术的预测方法，指的是一种对含有不确定因素的系统进行预测的方法[1]。

因此，本文进行基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制的研究。

1 基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法设计
考虑到自适应控制率是实现双馈风电机组虚拟惯量自适应控制的关键因素[2]。

因此，在基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应的控制方法设计中，首先建立基于灰色预测的自适应控制率函数，并在此基础上实现双馈风电机组虚拟惯量的自适应控制。

1.1 建立基于灰色预测的自适应控制率函数
自适应指的是根据双馈风电机组虚拟惯量来决定是否开关垂直同步，基于灰色预测的自适应控制率更加精确[3]。

设基于灰色预测的自适应控制率为w ，求得灰色预测的自适应控制函数，如公式（1）所示：
（1）
式中，x 指的是虚拟惯量有界参数；
pb 指的是对虚拟惯量不确定参数的估计；
dt 指的是双馈风电机组暂态性能参数。

1.2 实现双馈风电机组虚拟惯量的自适应控制
面对传统的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法惯量辨识和自适应功能处理不了的情况，尤其是面对转动惯量大，机械刚性低，机械阻力不均匀的情况下经常出现。

通过灰色预测可以有效鉴别双馈风电机组虚拟惯量因素之间发展趋势的相异程度，进行相应的关联分析，公式如下所示：
（2）
式中，β0为双馈风电机组运行突变值；
S t 为周期分量，T t 为趋势分量。

在对原始虚拟惯量进行生成处理，可寻找双馈风电机组虚拟惯量变动的规律，生成具有较强规律性的数据序列，表达式为
：
（3）
量发展趋势的状况。

利用自适应控制率函数，实现双馈风电机组虚拟惯量的自适应控制，表达式为：
（4）
式中，D k 为k 时刻控制所需耗能。

2 仿真实验
2.1 实验准备
为了确保基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法的有效性，针对双馈风电机组虚拟惯量自适应控制率进行实验。

为确保实验结果的准确性，整体实验均在统一环境下进行，首先采用传统的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法进行控制，再采用文章设计的基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法实施同样操作步骤，设置传统的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法为对照组。

为了保证实验的有效性，将实验次数设为4次。

2.2 实验结果分析与结论
根据上述设计的实验，将两种方法下的自适应控制率进行对比。

采集4组实验数据，将两种方法所控制的虚拟惯量自适应控制率对比情况进行整理，实验结果：对照组中1、2、3、4组的虚拟惯量自适应控制率依次为61.8%、65.7%、72.5%、71.4%；实验组中1、2、3、4组的虚拟惯量自适应控制率依次为88.6%、89.2%、90.1%、92.6%。

通过实验数据可得出如下结论：本文设计的基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法的自适应控制率更高，可以实现双馈风电机组虚拟惯量的自适应控制。

3 结束语
通过实验表明，一般情况下，基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法相比于传统方法能够更好的提高虚拟惯量自适应控制率。

综上所述，必须加大基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法在双馈风电机组虚拟惯量自适应控制中的应用，为实现双馈风电机组虚拟惯量的自适应控制提供强有力的技术支撑。

参考文献
[1] 蒋闻，李骊，赵晋，等.基于微电网运行模式识别的逆变器自适应控制结构[J].电力系统及其自动化学报，2019，31（9）：078-082+103.
[2] 张焕东，王硕禾，张国驹，等.统一电能质量调节器的新型控制策略研究[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版），2019，32（3）：113-119.
[3] 罗天洪，郭园，梁爽，等.SMA-电机复合驱动仿生肘关节的控制策略与仿真[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2017，36（7）：117-122.
基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制
董娜娜
（长春工业大学人文信息学院自动化系，长春 130122）
摘要：由于传统的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法，在面对负荷的突然变化时不能保证功率的平衡，因此无法实现双馈风电机组虚拟惯量的自适应控制。

针对这一问题，进行基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制的研究。

首先，提出基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法设计。

而后再通过仿真实验证明基于灰色预测的双馈风电机组虚拟惯量自适应控制方法可以提高自适应控制率，实现双馈风电机组虚拟惯量的自适应控制。

关键词：灰色预测；双馈风电机组；虚拟惯量；自适应控制doi ：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.12.069中图分类号：TM464 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）12-0102-01作者简介：
董娜娜，女，汉族，1986年生，吉林长春人，硕士，讲师，研究方向为检测技术。