基于非线性预测理论的双馈风电机组短期频率支撑方法

大规模风电并网显著降低系统惯量，威胁频率稳定。为此，本文结合非线性预测理论与扩张状态观测器（ESO），提出一种双馈风机参与电网频率调节的短期支撑方法。通过构建与频率偏差和风机转速相关的目标状态方程，确定预测阶数；利用非线性预测理论计算预测矩阵，估计未来状态误差并生成非线性控制律；引入ESO观测复杂李导数项，降低计算负担。仿真结果表明，该方法有效提升系统频率响应性能，无需额外转速恢复控制即可实现转子转速自恢复。

风电大规模并网导致系统惯量严重降低,恶化了系统的频率稳定性.针对上述问题,该文结合非线性预测理论以及扩张状态观测理论(extended state observer,ESO)提出双馈风机参与电网频率调节的短期频率支撑方法.首先,建立与系统频率偏差和风机转速相关的目标状态方程,并计算不同控制目标量对应的预测阶;其次,根据非线性预测理论计算预测矩阵,对未来时刻状态跟踪误差进行预测,并求得非线性控制律;最后,引入扩张状态观测器对非线性控制律中的复杂李导数运算进行观测,减轻控制律所需的计算负担.通过MATLAB/SIMULINK搭建含风电系统进行仿真验证,结果表明,所提方法有效地改善了电网的频率响应,并且无需单独设计转速恢复环节,能够实现风机转速的自恢复.