[发明专利]一种基于对称锁相环的并网风电机组振荡抑制方法及系统

权利要求书

1.一种对称锁相环，其特征在于，所述称锁相环用于风电机组并网系统的网侧换流器的控制，所述对称锁相环包括依次连接的正交滤波器、鉴相器和对称的环路滤波器；

所述正交滤波器用于对网侧换流器的交流侧的α轴电压反馈值和β轴电压反馈值进行修正，获得修正后的α轴电压反馈值和修正后的β轴电压反馈值，使修正后的α轴电压反馈值和修正后的β轴电压反馈值正交；

所述鉴相器用于基于修正后的α轴电压反馈值和修正后的β轴电压反馈值进行相位差检测，并将检测出的相位差转换成电压信号；所述电压信号包括d轴电压分量和q轴电压分量；

所述环路滤波器用于对所述d轴电压分量进行电压闭环控制生成复相位角的q轴相位角分量，对q轴电压分量进行频率闭环控制生成复相位角的d轴相位角分量。

2.根据权利要求1所述的对称锁相环，其特征在于，所述正交滤波器为基于Hilbert变换的正交滤波器。

3.根据权利要求1或2所述的对称锁相环，其特征在于，所述对网侧换流器的交流侧的α轴电压反馈值和β轴电压反馈值进行修正，具体包括：

选取α轴电压反馈值和β轴电压反馈值中的任意一个作为待修正信号；

利用如下公式，对所述待修正信号进行Hilbert变换，获得Hilbert变换后的信号；

其中，v(t)为待修正信号，H(v(t))为Hilbert变换后的信号；t为时间变量，τ为积分变量，*为卷积运算符；

利用如下公式，对Hilbert变换后的信号进行傅里叶变换，获得傅里叶变换后的信号作为修正后的α轴电压反馈值或修正后的β轴电压反馈值；

其中，F(·)表示傅里叶变换，F(H(v))表示傅里叶变换后的信号，ω表示输入信号的频率，sign(·)表示符号函数，j表示虚数单位。

4.根据权利要求1所述的对称锁相环，其特征在于，环路滤波器包括电压控制回路和频率控制回路；

所述电压控制回路包括依次连接的减法器、第一PI控制器和第一积分器；所述减法器用于计算d轴电压分量与网侧换流器的交流侧的相电压峰值的差值，第一PI控制器用于基于所述差值进行PI计算，获得d轴角频率；所述第一积分器用于对所述d轴角频率进行积分，获得复相位角的q轴相位角分量；

所述频率控制回路包括依次连接的第二PI控制器、加法器和第二积分器，所述第二PI控制器用于基于q轴电压分量进行PI计算，获得角频率调整量，所述加法器用于计算所述角频率调整量与基波角频率的和作为q轴角频率，所述第二积分器对所述q轴角频率进行积分，获得复相位角的d轴相位角分量。

5.一种基于对称锁相环的并网风电机组振荡抑制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

将网侧换流器的交流侧的α轴电压反馈值和β轴电压反馈值输入权利要求1-4任一项所述的对称锁相环，生成复相位角；

基于所述复相位角对网侧换流器的交流侧的三相电流反馈值进行park变换，生成d轴电流反馈值和q轴电流反馈值；

基于d轴电流反馈值和q轴电流反馈值进行电流内环控制，生成d轴电压指令值和q轴电压指令值；

基于所述复相位角对所述d轴电压指令值和q轴电压指令值进行park逆变换，生成三相电压指令值；

基于所述三相电压指令值对风电机组并网系统的网侧换流器进行控制。

6.根据权利要求5所述的基于对称锁相环的并网风电机组振荡抑制方法，其特征在于，所述基于d轴电流反馈值和q轴电流反馈值进行电流内环控制，生成d轴电压指令值和q轴电压指令值，之前还包括：

将所述d轴电流反馈值和q轴电流反馈值输入滤波装置，生成d轴电流附加值和q轴电流附加值；所述滤波装置包括依次连接的有源滤波器、阻尼调节器和陷波器；所述d轴电流附加值和所述q轴电流附加值均用于抑制风电机组并网系统的振荡；

利用所述d轴电流附加值对所述d轴电流反馈值进行修正；

利用所述q轴电流附加值对所述d轴电流反馈值进行修正。