基于RBF-ADRC的双馈风电机组反时限多源无功协同故障穿越策略及特性研究

摘要

针对双馈风电机组低电压穿越期间无功响应迟滞引发的连锁脱网问题，提出多源协同的动态无功补偿策略。区别于传统单一电压骤变场景的分段式控制策略，通过构建转子侧变流器（Rotor-side converter, RSC）、网侧变流器（Grid-side converter, GSC）与静止无功发生器（Static var generator, SVG）的多时间尺度协同控制，在低穿期间提供无功支撑，并在故障结束后抑制暂态过电压。同时在GSC侧控制中，设计了基于径向基神经网络自抗扰控制（Radial basis function neural network active disturbance rejection control, RBF-ADRC）的电压外环结构。该结构利用非线性扩张状态观测器，实时辨识并补偿系统中的扰动，从而有效抑制故障发生前后直流母线电压的波动，提升系统的稳定性。在此基础上，推导所提综合控制策略的定子侧短路电流和网侧短路电流，得到双馈风电机组馈出的短路全电流。最后，在MATLAB/Simulink平台上搭建1.5 MW双馈风电机组模型，验证了所提策略的有效性以及短路电流的准确性。

关键词

双馈风力发电机 / RBF-ADRC / 无功补偿装置 / 无功协同 / 多时间尺度 / 故障穿越 / 故障特性