15、可再生能源与网络技术：DFIG 风力发电机功率控制与 SD - WAN 网络实现

可再生能源与网络技术：DFIG 风力发电机功率控制与 SD - WAN 网络实现

1. DFIG 风力发电机功率控制

1.1 背景与需求

随着全球对清洁能源和可持续能源的需求不断增长，风力发电已成为可再生能源解决方案的前沿领域。到 2023 年，全球风电装机容量达到 992GW，过去五年的年增长率为 12%，凸显了其在应对气候变化方面的关键作用。印度在这一增长中也贡献显著，到 2023 年风电装机容量超过 44GW。

然而，风电的间歇性给电网集成带来了挑战。有效的控制方法对于优化发电、增强电网稳定性以及确保风力涡轮机系统的可靠性至关重要。传统的控制方法，如 PI 控制器，虽然价格实惠且简单，但难以处理非线性和不确定性。而模糊逻辑控制器（FLC）在应对不确定性方面显示出了潜力，结合粒子群优化（PSO）等优化算法可以进一步提升控制性能。

1.2 系统动态模型

风力涡轮机系统可分为多个部分，包括执行器动力学、空气动力学系统、传动系统、风力和发电机模型。风力涡轮机从风中获得的实际功率计算公式为：
[P_a = \frac{1}{2} \rho \pi R^2 v^3]
其中，(\rho) 表示空气密度，(R) 是扫掠区域的半径，(v) 是运行风速。

转子功率 (P_t) 的计算公式为：
[P_t = P_a C_p(\lambda, \beta)]
功率效率 (C_p(\lambda, \beta)) 的计算公式为：
[C_p(\lambda, \beta) = 0.5176(\frac{116}{\lambda_i} - 0.4\beta - 5)e^{-\frac{2