双馈风电DFIG并网系统次转子侧变流器RSC抑制策略研究基于LADRC和重复控制的方法

风电装机容量的持续增长以及电力电子装置的大规模接入，导致电网强度降低，系

统运行特性发生深刻变化，严重威胁风电并网系统的安全稳定运行。因此本文以双馈风

电场经串补线路并网系统为研究对象，在深入分析双馈风电并网系统振荡机理的基础上，

提出针对系统宽频带振荡的抑制策略。本文的主要研究工作与创新点归纳如下：

首先，本文研究了双馈风电场经串补线路并网系统的结构组成及工作原理，推导各

部分的时域模型，在此基础上推导系统等效阻抗模型，以便直观分析控制参数、并网风

机台数及线路串补度对次同步振荡（ Subsynchronous oscillation ， SSO ）特性的影响。此

外提出基于聚合 RLC 电路的系统稳定判据，绘制系统阻抗 - 频率曲线来分析系统稳定性，

阐释了系统次同步振荡机理，为后续振荡抑制策略的提出奠定基础。

其次，本文从电网侧振荡抑制的角度出发，提出了应用模块化多电平换流器

（ Modular multilevel converter ， MMC ）拓扑结构的静止同步补偿器（ Static synchronous

compensator ， STATCOM ）附加宽频带阻尼控制来抑制 SSO 。通过在 MMC-STATCOM 的

控制中增加宽频带阻尼控制信号，使其输出与次同步分量同相位的次同步电压，实现对

系统中 SSO 的有效抑制。该宽频带阻尼控制采用陷波器滤除基频信号，精确提取并跟踪

次同步信号，从而解决了振荡频率偏移问题。仿真结果表明， MMC-STATCOM 附加宽

频带阻尼控制能够在多种运行工况下实现对 SSO 的有效抑制。

最后，本文从机组侧振荡抑制的角度出发，提出了基于改进型线性自抗扰控制

（ Linear active disturbance rejection control ， LADRC ）的振荡抑制策略，采用改进的

LADRC 取代风机换流器控制内环中 PI ，通过线性状态观测器实时估计、补偿反馈次同

步分量，在线性误差反馈中引入高通滤波器（ High pass filter ， HPF ）来抑制次同步分量。

仿真结果表明，所提 HPF-LADRC 抑制策略能够在多种运行工况下快速抑制振荡，使系

统恢复稳定运行状态，具备良好的抗扰动性和鲁棒性。

仿真模型如下：

RSC控制模型如下：

 采用LADRC+重复控制并用遗传算法进行参数优化，得到有功功率控制效果如下：

 

 图中3秒时串补电容投入运行，在控制器的作用下3.3秒后输出功率最大波动为5.7，系统趋于收敛，验证了算法的有效性和可靠性。

重复控制和pid测试效果如下：

可以看到，系统收敛速度明显减小。

单独ADRC测试效果如下：