風(fēng)能系統(tǒng)集總控制的仿真研究

　　3 仿真過程
　　在仿真過程中，考慮了不同位置的風(fēng)電機組，由于同一陣風(fēng)經(jīng)過的時間不同，但屬性仍基本相似。例如，一個突變風(fēng)從某一時刻穿越一臺風(fēng)電機組，而下一時刻穿越另一臺機組，則其產(chǎn)生的風(fēng)電機組電壓電流變化有類似的部分。因此我們可以通過集成控制抓住類似的這部分屬性，來實現(xiàn)風(fēng)電機組間的自動耦合。通過間接的仿真證明，風(fēng)電機組間的確存在這種聯(lián)系并說明這種方法確實有效。單臺風(fēng)電機組的自適應(yīng)反饋控制結(jié)構(gòu)如圖2 所示。
　　由圖2 可知，subsystem 模塊的輸入端是電壓矢量Ud 和Uq，是經(jīng)反饋的交直軸電流通過變換計算, 由公式3 和4 獲得。當我們連接兩臺風(fēng)電機組，其仿真可如圖3 所示。
 

圖3 兩臺風(fēng)電機組的集成控制

　　在圖3 中，角速度是作為交互反饋信號使風(fēng)電機組間產(chǎn)生聯(lián)系。而在反饋環(huán)上的PI 控制器也有信號控制的作用，但其工作職能更像是一個緩存單元，即2 個PI 控制器可通過緩存把反饋的信號做得更具有連續(xù)性。反饋的電壓（DC 模塊）和反饋的電流（i·w·L）組成了整個控制系統(tǒng)。其中電流反饋主要是用于自反饋，而電壓反饋則是用于互反饋。在仿真過程中，我們首先建立了單臺風(fēng)電機組的空間矢量控制。在穩(wěn)態(tài)下的轉(zhuǎn)矩和3 相電流的仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)很穩(wěn)定。在初始測試之后，我們繼續(xù)測試其暫態(tài)響應(yīng)。用一個突變信號代表樣本突變風(fēng)輸入。其轉(zhuǎn)矩和3 相電流的仿真結(jié)果如圖4 所示。
 

圖4 暫態(tài)響應(yīng)下的3相電流（a）和轉(zhuǎn)矩（b）

　　以上暫態(tài)結(jié)果可以很好地與別的研究結(jié)果做比較, 并得到相應(yīng)的支持。在完成單臺風(fēng)電機組仿真之后，我們進行多臺機組連接的仿真。由于風(fēng)電機組硬件連接在變流器的DC 端，所以我們主要研究DC 端的電壓屬性。以下仿真結(jié)果主要是利用并聯(lián)的結(jié)果來優(yōu)化DC 電壓的暫態(tài)響應(yīng)。其優(yōu)化前后的比較如圖5 所示。其測試的風(fēng)況環(huán)境主要是一臺風(fēng)電機組通過突變風(fēng)而另一臺的風(fēng)不變。圖5（a）為當兩臺風(fēng)電機組不連接時的結(jié)果，（b）為連接并集成控制后的結(jié)果。