增强双馈感应风电系统运行性能的方法

专利类型：发明专利 

语 言：中文 

申 请 号：CN201310217266.7 

申 请 日：20130603 

发 明 人：徐瑞林姚骏何国军黄淼朱小军付昂龙虹毓李俊杰文一宇李清 

申 请 人：国家电网公司重庆市电力公司电力科学研究院重庆大学 

申请人地址：100031 北京市西城区西长安街86号 

公 开 日：20160511 

公 开 号：CN103269201B 

代 理 人：王宝筠 

代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司 11227 

摘　　要：本发明公开了一种增强双馈感应风电系统运行性能的方法，通过测量定子电压、电流和电网电压，并对其进行相对的数据处理，可得到与定子磁链暂态直流分量和负序电压相对应的控制电压，并通过对串联网侧变换器进行控制，将该控制电压输出至定子回路，从而抵消了定子中的定子磁链暂态直流分量和负序电压，进而解决了电网故障所导致的转子过电流，最终保护了转子励磁变流器，提高了双馈感应风电系统的运行性能。 

主 权 项：一种增强双馈感应风电系统运行性能的方法，其特征在于，双馈感应风电系统包括双馈感应发电机DFIG和控制装置，所述DFIG的定子侧设置有串联网侧变换器；所述方法包括：所述控制装置分别采集所述DFIG的定子的三相电压信号U_sa、U_sb和U_sc以及三相电流信号I_sa、I_sb和I_sc；分别对所述U_sa、U_sb和U_sc及所述I_sa、I_sb和I_sc进行第一坐标变换，获得u_sα和u_sβ及i_sα和i_sβ；其中，所述第一坐标变换为将被变换参数由三相静止abc坐标系变换到两相静止αβ坐标轴系；利用所述u_sα、u_sβ、i_sα和i_sβ计算所述定子的磁链分量ψ_sα和ψ_sβ，并对所述ψ_sα和ψ_sβ进行滤波，得到定子磁链暂态直流分量ψ_sαDC和ψ_sβDC；对所述ψ_sαDC和ψ_sβDC进行PI调节，得到抑制定子磁链暂态直流分量的控制电压矢量u_seriesDC；采集电网的三相电压信号U_ga、U_gb和U_gc，并对所述U_ga、U_gb和U_gc依次进行第二坐标变换、滤波，得到电网电压在正向同步旋转坐标轴系下的d轴分量和q轴的分量其中，所述第二坐标变换为将被变换参数由三相静止abc坐标系变换到正向同步旋转坐标轴系；对所述和进行第三坐标变换，获得u_gα+和u_gβ+；其中，所述第三坐标变换为将被变换参数由正向同步旋转坐标轴系变换到两相静止αβ坐标轴系；对所述u_sα、u_sβ、u_gα+和u_gβ+进行PR调节，得到抑制定子负序电压的控制电压矢量u_seriesP；将所述u_seriesDC和u_seriesP进行矢量合成，生成所述串联网侧变换器将要输出至定子回路的控制电压矢量u_series；根据所述u_series生成控制信号，并利用所述控制信号控制所述串联网侧变换器将所述u_series输出至所述定子回路；其中，所述利用所述u_sα、u_sβ、i_sα和i_sβ计算所述定子的磁链分量ψ_sα和ψ_sβ，并对所述ψ_sα和ψ_sβ进行滤波，得到定子磁链暂态直流分量ψ_sαDC和ψ_sβDC的过程，包括：依据所述u_sα、u_sβ、i_sα和i_sβ，利用公式$\left\{\begin{array}{c}{\psi }_{s\alpha }=(u_{s\alpha }-R_s{i}_{s\alpha })dt\\ {\psi }_{s\beta }=(u_{s\beta }-R_s{i}_{s\beta })dt,\end{array}\right.$获得所述定子的磁链分量ψ_sα和ψ_sβ，其中所述R_S为所述定子的电阻；用截止频率为ω的陷波器分别对所述ψ_sα和ψ_sβ进行滤波，得到所述ψ_sαDC和ψ_sβDC；所述控制装置对所述ψ_sαDC和ψ_sβDC进行PI调节，得到所述u_seriesDC的过程，包括：依据所述ψ_sαDC和ψ_sβDC，利用公式$\left\{\begin{array}{c}{u}_{s\alpha DC}=(K_{p1}+K_{i1}/s)(0-{\psi }_{s\alpha DC})\\ u_{s\beta DC}=(K_{p1}+K_{i1}/s)(0-{\psi }_{s\beta DC})\end{array}\right.,$得到抑制定子磁链暂态直流分量的控制电压分量ψ_sαDC和ψ_sβDC；其中所述K_p1为PI调节器的比例系数，K_i1为PI调节器的积分系数；对所述ψ_sαDC和ψ_sβDC进行矢量合成，得到所述u_seriesDC；所述对所述u_sα、u_sβ、u_gα+和u_gβ+进行PR调节，得到所述u_seriesP的过程，包括：依据所述u_sα、u_sβ、u_gα+和u_gβ+，利用公式$\left\{\begin{array}{c}{u}_{series\alpha P}=[K_{up}+\frac{{\mathrm{sK}}_{ur}}{s^2+{(\pm \omega )}^2}](u_{g\alpha +}-u_{s\alpha })\\ u_{series\beta P}=[K_{up}+\frac{{\mathrm{sK}}_{ur}}{s^2+{(\pm \omega )}^2}](u_{g\beta +}-u_{s\beta })\end{array}\right.,$得到抑制定子负序电压的控制电压分量u_seriesαP和u_seriesβP；其中，所述K_up为PR调节器的比例系数，K_ur为PR调节器的谐振系数；将所述u_seriesαP和u_seriesβP进行矢量合成，得到所述u_seriesP；还包括：所述DFIG向电网输出有功功率为零的无功电流，以有助于电网故障的恢复，所述无功电流包括转子不过流条件下的最大无功电流。 

关 键 词： 

法律状态：公开 

IPC专利分类号：H02P21/14(2016.01)I;H02P9/14(2006.01)I;H02J3/38(2006.01)I;H02P101/15(2015.01)N