12、基于双功率变换器的协同补偿策略研究

基于双功率变换器的协同补偿策略研究

1. 问题提出

在独立运行的无刷双馈感应发电机（BDFIG）系统中，大负载扰动会导致功率绕组（PW）电流发生显著变化。从相关公式可知，当控制绕组（CW）电流未能及时补偿时，PW电流的显著变化会使PW电压大幅波动。若PW电流急剧变化，通过特定公式计算得到的瞬时前馈补偿量会很大，这可能导致CW电流参考值超过CW或电机侧变换器（MSC）的额定电流。

例如，当感应电机直接启动时，其瞬时电流可达额定电流的5 - 7倍，其中无功电流占比较大。若该感应电机作为独立BDFIG系统的负载，采用MSC补偿策略得到的CW电流参考值会远大于CW和MSC的额定电流。为避免系统损坏，需将CW电流参考值限制在额定电流以下，但这会降低补偿策略的性能。

2. 双功率变换器协同补偿策略

为解决上述问题，可采用负载侧变换器（LSC）补偿PW无功电流（即PW的q轴电流）。这样，可忽略PW的q轴电流对MSC控制的影响，仅考虑PW的d轴电流的影响。此时，相关公式可简化为：
[
\begin{cases}
\Delta i_{2q}^ = - \frac{L_r R_1}{\omega_1 L_{1r} L_{2r}} \Delta i_{1d} \
\Delta i_{2d}^ = \frac{L_1 L_r - L_{1r}^2}{L_{1r} L_{2r}} \Delta i_{1d}
\end{cases}
]

结合相关图形，可得到双变换器协同补偿策略。在该策略中，MSC中的CW电流补偿量通过上述简化公式计算。此策略能充分利用MSC和LSC的冗余容量来补偿负