[发明专利]一种风电机组的虚拟同步控制方法、装置及控制器

说明书

本发明涉及一种风电机组的虚拟同步控制方法、装置及控制器，方法包括：根据风电机组实际输出有功功率和风电机组实际输出无功功率确定风电机组并网点电压幅值；根据风电机组并网点电压幅值确定风电机组无功功率参考值；根据风电机组有功功率参考值确定风电机组内电势幅值参考值；根据风电机组内电势幅值参考值确定风电机组转子电流参考值的d/q轴分量；根据风电机组转子电流参考值的d/q轴分量确定风电机组转子电压参考值的d/q轴分量；根据风电机组转子电压参考值的d/q轴分量确定控制风电机组的PWM信号，并利用该PWM信号控制风电机组。本发明提供的技术方案，考虑了变压器阻抗影响，可以根据并网点电压平滑调节风电机组的无功功率，实现了无功调压控制。

技术领域

本发明涉及新能源接入与控制领域，具体涉及一种风电机组的虚拟同步控制方法、装置及控制器。

背景技术

为应对大规模风电/光伏并网安全稳定运行挑战，借鉴传统同步机组的优良特性，国内外学者提出了虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)概念。该技术可以通过模拟同步发电机组的机电暂态特性，使采用变流器的电源具有同步发电机组的惯量、阻尼、一次调频、无功调压等并网运行外特性，从而实现新能源的友好接入。

目前，对于虚拟同步发电机的研究与应用主要集中在微电网领域以及光伏系统的并网控制。针对风电系统的虚拟同步技术，尤其是双馈型风电并网系统相对较少，并且当前已有研究主流采用的电压源型风电虚拟同步控制方式，然而，当前风电通常以传统矢量控制的电流源形式并网，因此，在实现大电网工程应用方面有较大难度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是考虑变压器阻抗影响，能够根据并网点电压平滑调节风电机组的无功功率，实现无功调压控制。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种风电机组的虚拟同步控制方法，其改进之处在于，所述方法包括：

根据风电机组实际输出有功功率和风电机组实际输出无功功率确定风电机组并网点电压幅值；

根据所述风电机组并网点电压幅值确定风电机组无功功率参考值；

根据所述风电机组有功功率参考值确定风电机组内电势幅值参考值；

根据所述风电机组内电势幅值参考值确定风电机组转子电流参考值的d/q轴分量；

根据所述风电机组转子电流参考值的d/q轴分量确定风电机组转子电压参考值的d/q轴分量；

根据所述风电机组转子电压参考值的d/q轴分量确定控制所述风电机组的PWM信号，并利用该PWM信号控制所述风电机组。

优选的，所述根据风电机组实际输出有功功率和风电机组实际输出无功功率确定风电机组并网点电压幅值，包括：

按下式确定风电机组并网点电压幅值U_g：

其中，k为变压器变比系数，U_s为风电机组定子电压幅值，P_mea为风电机组实际输出有功功率，R_T为变压器等效电阻，Q_mea为风电机组实际输出无功功率，X_T为变压器等效电抗。

优选的，所述根据所述风电机组并网点电压幅值确定风电机组无功功率参考值，包括：

按下式确定风电机组无功功率参考值Q_ref：

Q_ref＝Q₀+τ_q(U_n-U_g)