[发明专利]一种具备主动调频功能的双馈风电机组控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种具备主动调频功能的双馈风电机组控制方法及系统，使得风电机组控制内电势的角度与电网电压频率之间建立直接的关系，从而使机组转速与电网电压频率之间不再是传统控制下完全解耦的关系，于是在电网频率发生变化时，风电机组会自发体现惯量特性阻止该变化并快速响应提供有功支撑，改善了系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种具备主动调频功能的双馈风电机组控制方法及系统，属于新能源发电领域。

背景技术

随着风力发电在电力系统中渗透率的不断提高，系统中传统同步发电机占有比例减少，系统等效惯性减小，电网对风电将不再具备强电气支撑能力。因此在系统出现大功率缺失的情况下，系统的频率稳定问题会变得非常突出。因此改变控制方式使得机组对外表现为电压源特性，并具备主动调频功能来维持系统功率平衡，对于提高风电高占比电力系统的稳定性非常必要。

发明内容

本发明提供了一种具备主动调频功能的双馈风电机组控制方法及系统，解决了在系统出现大功率缺失的情况下，系统频率稳定问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种具备主动调频功能的双馈风电机组控制方法，包括机侧变换器控制和网侧变换器控制，在机侧变换器控制中，

将定子电压控制设为控制外环，转子电流控制设为控制内环；

基于前馈补偿，实现转子控制电压的d、q分量解耦；

计算内电势旋转角度；

计算内电势旋转角度与转子机械角度相减的角度值，并以该角度值作为abc/dq变换所使用的角度，进行abc/dq变换。。

还包括网侧变换器控制，在网侧变换器控制中，网侧变换器的控制外环设为直流电压外环，内环设为网侧电流内环，abc/dq变换所使用的角度为内电势旋转角度。

在机侧变换器控制中，将同步旋转坐标系下的q轴定向于定子磁链矢量的方向上。

将电网电压采样的有效值U_rms与参考值U_ref相比较，比较结果经过PI控制生成转子电流q轴的参考值,该参考值与转子电流q轴实际值I_rq比较后经PI控制生成转子控制电压的q轴分量。

将定子电流d轴实际值I_sd乘以L_s/L_m后与转子电流d轴实际值I_rd相比较，比较结果经过PI控制生成转子控制电压的d轴分量，L_s为定子绕组自感，L_m为定转子绕组互感。

根据风电机组有功功率与内电势之间的激励关系，以风电机组有功功率为控制对象得出内电势的旋转角度。

将风电机组有功功率参考值P_ref与实际有功功率输出值P_e相比较，比较结果经过引入阻尼反馈的惯量控制生成机组内电势的转动角速度w，转动角速度w经过积分环节生成内电势的旋转角度。

一种具备主动调频功能的双馈风电机组控制系统，包括机侧变换器控制系统，机侧变换器控制系统包括机侧控制设定模块、机侧分量解耦模块和机侧abc/dq变换模块；

机侧控制设定模块：将定子电压控制设为控制外环，转子电流控制设为控制内环；

机侧分量解耦模块：基于前馈补偿，实现转子控制电压的d、q分量解耦；

机侧abc/dq变换模块：实现abc/dq变换，其中abc/dq变换所使用的角度为内电势旋转角度与转子机械角度相减的角度。

还包括网侧变换器控制系统，网侧变换器控制系统包括网侧控制设定模块和网侧abc/dq变换模块；