基于非线性预测理论的双馈风电机组短期频率支撑方法

Short-term Frequency Support Method for Doubly Fed Wind Turbines Based on Nonlinear Prediction Theory

聂永辉 · 刘家僮 · 杜正春 · 高磊 等6人 · 中国电机工程学报 · 2025年10月 · Vol.45

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。

解读: 该研究提出的非线性预测频率支撑方法对阳光电源的储能变流器和光伏逆变器产品线具有重要借鉴价值。首先，ESO观测器与非线性预测控制的结合可优化ST系列储能变流器的GFM控制性能，提升电网频率支撑能力。其次，该方法的自恢复特性可应用于SG系列光伏逆变器的VSG控制，实现更优的惯量响应。此外，预测控制思路也...