申请/专利权人：内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司

申请日：2024-01-11

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117878915A

主分类号：H02J3/00

分类号：H02J3/00;G06F17/11;H02J3/38;G01R19/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：直驱型风电机组故障电流解析及其参数的优化方法，属于电力技术领域。为了解决现有的直驱型风电机组故障特性分析存在建模复杂仿真效率低下和故障电流解析式无法反映控制参数与故障电流之间的准确关系的问题。本发明首先建立准确详细的主电路、稳态控制器以及故障穿越控制器模型，然后通过数学模型的推导，得到详细的直驱风机故障电流解析式，最后通过差分进化智能算法，依据现场实测的直驱风机故障电流录波，优化直驱风机故障电流解析式。本发明用于直驱型风电机组故障电流解析。

主权项：1.直驱型风电机组故障电流解析及其参数的优化方法，其特征在于，包括：直驱型风电机组利用一组背靠背变流器将风电功率注入交流电网，背靠背变流器将永磁同步电机和电网解耦，将网侧变流器控制器简记为网侧控制器，构建对应的稳态控制器模型，稳态控制器模型中的网侧有功和无功电流参考值分别记为igdref和igqref，igdref、igqref分别为网侧电流参考值igref的实部和虚部；同时构建故障穿越控制器模型，在构建故障穿越控制器模型的过程中，针对发生低电压故障的情况确定故障期间对应的无功电流igqL和有功电流igpL，以及低电压故障切除后恢复的有功电流igpre；igqL、igpL对应故障期间的igqref、igdref，igpre对应故障切除后的igdref；针对发生高电压故障的情况确定故障期间对应的无功电流igqH，igqH对应故障期间的igqref；故障期间有功功率在保持稳态时的控制逻辑，高电压故障切除无功功率在故障切除后瞬间恢复到稳态水平；然后基于电流内环的闭环传递函数和直驱风机故障电流解析式进行电流解析和参数优化：S1、对实际直驱型风力发电机组、厂家黑盒模型、实际机组控制器半实物仿真模型进行电压跌落和电压升高故障测试，记录风机出口三相电压和三相电流；S2、故障穿越控制器参数确定：提取电压跌落工况下的基波正序电压和基波正序无功电流，将基波正序无功电流对应为igqL，进而得到低电压穿越无功支撑系数kqL；或者，提取电压升高工况下的基波正序电压和基波正序无功电流，将基波正序无功电流对应为igqH，进而得到高电压穿越无功支撑系数kqH；S3、稳态控制器参数的确定：采用经典工程整定方法，将电流内环的闭环传递函数向典型Ⅰ型系统整定，得到其中ξ＝Rg+kp2ωnLg为阻尼比，为无阻尼自然振荡角频率，Lg和Rg为经过前馈补偿后的电流内环控制中的滤波器的电感和电阻；Kpwm为脉冲宽度调制的等效增益用，Ts为载波周期；S4、将步骤S3中确定的kp和ki带入直驱风机故障电流解析式；当发生低电压故障穿越时，将S2步骤中确定的故障穿越控制器参数带入故障穿越控制器模型得到igpL和igpre，将igpL和igpre分别接入直驱风机故障电流解析式中的网侧电流参考值igref得到低电压故障对应的直驱风机故障电流解析式；在满功率、三相电压跌落运行工况下，基于igqL得到最大电流Imax；当发生高电压故障穿越时，将S2步骤中确定的故障穿越控制器参数带入故障穿越控制器模型中得到igqH，将igqH接入直驱风机故障电流解析式中的igref，得到高电压故障对应的直驱风机故障电流解析式；S5、在三相电压跌落工况下，将三相电流和三相电压变换为dq轴直流量，设定目标函数其中ai为实测网侧电流数据，bi为故障电流解析式的结果，i采样点数，n为总采样点数；使用差分进化智能算法，对稳态控制器参数进行优化，优化目标为目标函数E的值最小，获得描述直驱型风力发电机组的最终故障电流解析式。

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权利要求：

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