[发明专利]基于电流源型多端直流风场卸负荷的协调控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于电流源型多端直流风场卸负荷的协调控制系统，其特征在于，所述系统包括星型风电系统，所述风电系统包括至少一个风力发电机、至少一个二极管整流器、至少一个直流变换器和电流源型逆变器；在每个直流变换器的输入侧并联安装有直流变换器控制单元；

每个风力发电机通过二极管整流器与直流变换器并联在直流母线上，直流母线收集的直流功率通过电流源型逆变器接入电网。

2.如权利要求1所述的协调控制系统，其特征在于，所述风力发电机为永磁风力发电机；所述直流变换器为电流源型直流变换器。

3.如权利要求2所述的协调控制系统，其特征在于，所述直流变换器控制单元由串联的可控开关的电力电子器件和电阻组成；

所述可控开关的电力电子器件采用IGBT模块；所述电阻为散热电阻，由电阻丝和二极管并联组成。

4.如权利要求1所述的协调控制系统，其特征在于，所述系统中直流侧母线电压、电流源型直流变换器输入电压、输入电流和永磁风力发电机的转速通过传感器进行测量；

所述协调控制系统通过测量值与预设值比较，进行控制功能的切换。

5.一种基于电流源型多端直流风场卸负荷的协调控制方法，其特征在于，所述方法采用的系统为协调控制系统；所述方法包括下述步骤：

步骤1：测量直流侧母线电压，并判断直流侧母线电压是否大于预设值；

步骤2：风力发电机运行在直流电压控制模式下；

步骤3：测量风力发电机在直流电压控制模式下的转速，并判断转速是否大于桨距角控制预设值；

步骤4：风力发电机运行在桨距角控制模式下；

步骤5：测量直流变换器的输入电压，判断输入电压是否大于直流变换器电压的预设值；

步骤6：风力发电机运行在直流变换器控制模式下。

步骤7：直流变换器控制稳定之后，桨距角控制继续运行，当风力发电机转速达到预设转速值时，直流变换器控制退出运行；风力发电机的转速由桨距角控制。

6.如权利要求5所述的协调控制方法，其特征在于，所述步骤1中，当直流电压大于预设值时，转入步骤2；否则风力发电机运行在最大功率控制模式。

7.如权利要求5所述的协调控制方法，其特征在于，所述步骤3中，风力发电机运行在直流电压控制模式下，风力发电机的转速增加；当转速测量值大于桨距角控制预设值时，桨距角控制被触发，转入步骤4，风力发电机的转速将通过变桨系统伺服控制机构改变桨距角来限制其转速；否则返回步骤2。

8.如权利要求5所述的协调控制方法，其特征在于，所述步骤5中，当直流变换器的输入电压大于直流变换器控制的预设值，直流变换器控制被触发，转入步骤6，直流变换器控制与桨距角控制共同限制风力发电机的转速；否则返回步骤4。

9.如权利要求8所述的协调控制方法，其特征在于，所述直流变换器控制响应速度大于桨距角控制，风力发电机转速限制在预设输入电压值的转速。

10.如权利要求8所述的协调控制方法，其特征在于，所述桨距角控制和直流变化器控制均用于限制风力发电机的转速；所述直流变换器的参考信号高于桨距角控制的参考信号；所述直流变换器的参考信号即为直流变换器的输入电压；所述桨距角控制的参考信号即为风力发电机的转速。