[发明专利]双馈风力发电机组的控制方法及系统

权利要求书

1.一种双馈风力发电机组的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取双馈风力发电机组的有功功率、无功功率、定子电压、定子电流、转子电压、转子 电流、转子转速和风速；

根据所述有功功率和虚拟同步转速产生拖动转矩以实现调速器功能，其中，所述虚拟同 步转速为所述拖动转矩与电磁转矩的差值通过一次积分而得到，其中，积分系数为虚拟同步 轴系的惯量；

根据所述风速和转子转速获得所述双馈风力发电机组在最大风功率输出时的转矩指令， 并根据所述转矩指令实现双馈电机在稳态时的最大功率输出；

根据所述无功功率和定子电压利用电压-无功下垂控制器产生励磁电流指令以实现励磁 调节器功能；

根据所述虚拟同步转速和励磁电流指令得到励磁电压同步旋转矢量；

根据所述转子电流、转子电压和所述励磁电压同步旋转矢量控制转子变流器，从而实现 对所述双馈风力发电机组的控制。

2.根据权利要求1所述的双馈风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述双馈风力 发电机组包括：风力机、齿轮箱、双馈电机、变压器、转子侧变流器和网侧变流器，其中， 所述风力机通过所述齿轮箱与所述双馈电机的转子相连，所述双馈电机的定子通过所述变压 器与电网耦合，所述双馈电机的定子与转子之间通过所述转子变流器和网侧变流器与所述变 压器相连。

3.根据权利要求1所述的双馈风力发电机组的控制方法，其特征在于，根据所述定子 电压和定子电流计算得到所述双馈风力发电机组的有功功率和无功功率。

4.根据权利要求1所述的双馈风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述根据所述 有功功率和虚拟同步转速产生拖动转矩以实现调速器功能，进一步包括：

根据所述有功功率和虚拟同步转速在设定的频率-有功下垂线上查找拖动功率指令，并 根据所述拖动功率指令计算得到所述拖动转矩。

5.根据权利要求1所述的双馈风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述在最大风 功率输出时的转矩指令为频率-有功下垂线的斜率的调节信号，并且，当所述虚拟同步转速 跌落较大时，下垂系数的变化率较小。

6.一种双馈风力发电机组的控制系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，所述第一获取模块用于获取双馈风力发电机组的有功功率、无功功率、 定子电压、定子电流、转子电压、转子电流、转子转速和风速；

调速器调节模块，所述调速器调节模块用于根据所述有功功率和虚拟同步转速产生拖动 转矩以实现调速器功能，其中，所述虚拟同步转速为所述拖动转矩与电磁转矩的差值通过一 次积分而得到，其中，积分系数为虚拟同步轴系的惯量；

第二获取模块，所述第二获取模块用于根据所述风速和转子转速获得所述双馈风力发电 机组在最大风功率输出时的转矩指令，并根据所述转矩指令实现双馈电机在稳态时的最大功 率输出；

励磁调节器调节模块，所述励磁调节器调节模块用于根据所述无功功率和定子电压利用 电压-无功下垂控制器产生励磁电流指令以实现励磁调节器功能；

第三获取模块，所述第三获取模块用于根据所述虚拟同步转速和励磁电流指令得到励磁 电压同步旋转矢量；

控制模块，所述控制模块用于根据所述转子电流、转子电压和所述励磁电压同步旋转矢 量控制转子变流器，从而实现对所述双馈风力发电机组的控制。

7.根据权利要求6所述的双馈风力发电机组的控制系统，其特征在于，所述双馈风力 发电机组包括：风力机、齿轮箱、双馈电机、变压器、转子侧变流器和网侧变流器，其中， 所述风力机通过所述齿轮箱与所述双馈电机的转子相连，所述双馈电机的定子通过所述变压 器与电网耦合，所述双馈电机的定子与转子之间通过所述转子变流器和网侧变流器与所述变 压器相连。

8.根据权利要求6所述的双馈风力发电机组的控制系统，其特征在于，所述第一获取 模块根据所述定子电压和定子电流计算得到所述双馈风力发电机组的有功功率和无功功率。