申请/专利权人：合肥工业大学

申请日：2024-02-02

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117937605A

主分类号：H02J3/38

分类号：H02J3/38;H02J3/36;H02P9/00;H02P21/00;H02P21/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.14#实质审查的生效;2024.04.26#公开

摘要：本发明公开了一种构网型双馈风电机组交、直流电压的动态优化方法，包括：1转子变流器根据总控下达的有功功率指令与反馈得到坐标变换角度；2通过测量电压幅值与额定值的偏差叠加总控下达的无功功率指令，得到转子q轴电流指令；3根据q轴电压指令和反馈，得到转子d轴电流指令；4网侧变流器根据直流电压参考与反馈叠加有功功率指令和风机转速得到坐标变换角度；5通过测量电压幅值与额定值的偏差得到网侧q轴电流指令；6根据q轴电压指令和反馈，得到网侧d轴电流指令；7根据d轴、q轴电流指令与反馈的偏差得到调制电压；本发明能够提高构网型双馈风电机组的交、直流侧电压抗扰能力及稳定性，减小功率输出变化过程中的交、直流电压波动。

主权项：1.一种构网型双馈风电机组交、直流电压的动态优化方法，其特征在于，是应用于双馈发电机、转子侧变流器、网侧变流器所组成的双馈风力发电系统中，并按如下步骤进行：步骤1、采集所述双馈发电机的三相总并网电流iga、igb、igc与三相定子电压usa、usb、usc，并带入式1所示的坐标变换环节，获得三相总并网电流在转子变流器的同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量igd、igq，以及三相定子电压在转子变流器的同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量usd、usq，并依据式2对直流分量进行运算，得到双馈风机组输出的瞬时有功功率Pe,依据式3对瞬时有功功率Pe进行运算，得到双馈风机组输出有功功率的低通滤波值Pef： Pe＝1.5usdigd+usdugq2 式1和式2中，θrsc为转子变流器的坐标变换的参考角度；式3中，ωf代表功率低通滤波器的截止频率；步骤2、转子侧变流器计算机组有功指令Peref与输出有功功率滤波值Pef的偏差，并带入如式4所示的有功功率控制器APC中，从而获得定子电压控制角θrsc，并作为转子侧变流器的坐标变换的定向角度； 式4中，mp为有功下垂系数，ω0为基准频率，s表示微分运算，kd,ωd代表功率阻尼的两个校正系数；步骤3、转子侧变流器计算定子侧额定电压U0与并网点电压幅值|Us|的偏差ΔU，并与外部的无功功率指令Qref一起带入式5，从而获得转子无功电流指令irqref： 式5中，mus为定子侧无功电压下垂系数，U0为额定电压，mq2i为无功功率指令Qref到无功电流指令之间irqref的传递系数，转子侧变流器将q轴定子电压外环指令usqref与q轴定子电压usq的偏差，输入q轴电压环的PI调节器中，从而获得dq坐标系下的d轴转子电流内环指令irdref；其中，usqref＝0；步骤4、采集双馈风机的三相转子电流ira、irb、irc与转子机械角度θr，并带入式6所示的坐标变换环节，获得三相转子电流在转子变流器的同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量ird、irq： 步骤5、计算irdref与ird之间的偏差以及irqref与irq之间的偏差，并分别输入转子电流内环的PI调节器中，相应得到dq坐标系下的d轴、q轴转子电压指令vrd、vrq，再经过SVPWM环节的调制后，生成转子侧变流器的开关管控制信号S1-S6，从而实现所述转子侧变流器的功率同步构网型控制；步骤6、计算直流母线指令udcref与瞬时直流母线电压udc的偏差，叠加定子侧有功指令Psref及风机转速信息，并将其带入如式7所示的直流电压控制器DVC中，从而获得网侧电压控制角θgsc，并作为网侧变流器的坐标变换的定向角度； 式7中，kp_dc,kd_dc为直流电压控制器中的比例、微分参数，sr为风机的转差率，Xg为电网阻抗，Upcc为并网点电压，Eg为远端电网电压幅值，ωf1代表功率指令低通滤波器的截止频率；步骤7、采集网侧变流器的三相电感电流ila、ilb、ilc与三相电容电压uga、ugb、ugc，并带入式8所示的坐标变换环节，获得三相电感电流在网侧同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量ild、ilq以及三相电容电压在同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量ugd、ugq： 步骤8、网侧变流器计算网侧额定电压U0与并网点电压幅值|Ug|的偏差ΔU，并带入式9，从而获得网侧q轴无功电流指令ilqref： 式9中，mug为网侧无功电压下垂系数；网侧变流器将q轴定子电压外环指令ugqref与q轴定子电压ugq的偏差输入q轴电压环的PI调节器中，从而获得dq坐标系下的d轴电感电流内环指令ildref；其中，ugqref＝0；步骤9、计算ildref与ild之间的偏差以及ilqref与ilq之间的偏差，并分别输入电感电流内环的PI调节器中，所述PI调节器的输出再叠加并网点的电压前馈量，并得到相应dq坐标系下的d轴、q轴网侧变流器指令vgd、vgq，再经过SVPWM环节的调制后，生成网侧变流器的开关管控制信号S1-S6，从而实现网侧变流器的直流电压自同步构网型控制。

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