[发明专利]一种直流电站异步发电系统功率控制方法

权利要求书

1.一种直流电站异步发电系统功率控制方法，基于发电变频器(2)、三相异步发电机(3)和柴油机(4)顺序连接形成的柴油整流发电机组，柴油机(4)作为原动机带着三相异步发电机(3)旋转，发电变频器(2)与直流汇流排(1)连接，为三相异步发电机(3)提供励磁电流并将交流电整流为直流电，多个柴油整流发电机组通过直流汇流排(1)并联构成直流电站异步发电系统，其特征在于：通过直流电流均流环进行直流电流的均衡调节，通过直流母线电压环、交流电流环的双环控制方式控制直流母线电压，以下垂控制的直流母线电压参考值作为直流母线电压基础给定值，以直流电流均流环作为附加调节环节，其PI调节限幅后的输出值作为直流母线电压附加给定值，直流母线电压基础给定值与直流母线电压附加给定值之和作为直流母线电压环的参考值；将所有在网发电机组的实时直流电流加权平均值作为直流电流均流环的参考值，通过直流电流均流环的调节，使所有在网发电机组直流电流保持一致，达到输出功率均衡；

当柴油整流发电机组有两台，其中一台发电机组G1已经正常运行，另一台发电机组G2启动并网时，直流母线电压参考值U_dcref等于下垂控制的直流母线电压参考值U_{dcref_base}，作为直流母线电压环的输入参考值：

U_{dcref_base}＝U_dc0-K*I_dc

其中U_dc0为发电机组空载电压，K为下垂斜率，I_dc为直流母线电流；

发电机组G2输出侧直流母线电压达到参考值U_dcref，逐渐放开对发电机组输出功率的限制，在下垂控制的作用下，发电机组G1和发电机组G2的输出功率进行一次粗分配调节；

当功率粗调节完成后，直流电流均流环投入运行，进行直流电流调节； 将在网运行的发电机组G1的直流电流I_dc1即为参考值，将参考值与发电机组G2的直流电流I_dc2作差，进行PI调节得到直流母线电压附加参考值U_{dcref_add}，此时PI调节器的函数如下：

G₂(s)＝K₂+1/(T₂S)

其中，K₂为均流环比例调节参数，T₂为均流环积分调节参数；

直流母线电压附加参考值U_{dcref_add}与下垂控制的直流母线电压参考值U_{dcref_base}相加作为直流母线电压环的输入参考值：

U_dcref＝U_{dcref_base}+U_{dcref_add}；

发电机组G2并网完成后，其直流母线电流I_dc2与发电机组G1的直流母线电流I_dc1共同参与直流电流均流环调节，将两台发电机组直流电流的加权平均值作为直流电流均流环的参考值

I_dcref＝(k₁I_dc1+k₂I_dc2)/2；

最终，通过直流电流均流环的调节，发电机组G1与发电机组G2的直流电流保持一致，即两台发电机组的输出功率均衡；

发电机组启动过程中，柴油机(4)运行至额定转速后发电变频器(2)启动，采用下垂控制方式，直流电流均流环不参与控制，并网发电机组输出侧直流电压斜坡上升至直流电网电压值，限制转矩电流输出，然后逐渐放开对转矩电流输出的限制直至额定功率，并网发电机组的输出功率在下垂控制的作用下进行分配；

发电机组启动完成后，直流电流均流环投入运行，将所有在网发电机组的实时直流电流加权平均值作为直流电流均流环的参考值，通过直流电流均流环的PI调节作用，进行所有在网发电机组输出功率的精细分配，实现发电机组功率均衡调节。