[发明专利]一种双馈异步风力发电机的不对称直接功率控制方法

摘要

本发明公开了一种双馈异步风力发电机的不对称直接功率控制方法。通过米集DFIG的三相定子电压和电流信号，计算DFIG定子输出的瞬时有功和无功功率，利用一个比例调节器和两个谐振调节器调节定子瞬时有功、无功功率与给定有功、无功功率之间的误差信号，三个调节器的输出信号相加之后再经过反馈补偿解耦后获得转子速旋转坐标系中的转子参考电压信号，经空间矢量脉宽调制生成转子侧变换器运行的开关信号，控制DFIG的运行状况。本发明可消除电网电压不对称引起的定子输出功率中的基频和两倍频波动，且无需进行正负序分量的分解，避免引入分解延时和误差，从而可增强电网不对称故障情况下风电机组的控制能力，提高该类风电系统电网故障下的不间断运行能力。

主权项

1.一种双馈异步风力发电机的不对称直接功率控制方法，其特征在于，括以下步骤：(i)利用三个电压霍尔传感器(5)采集双馈异步感应发电机(3)三相定子电压信号U_sabc；利用三个电流霍尔传感器(4)采集三相定子电流信号I_sabc。(ii)采集得到的三相定子电压信号U_sabc经过不对称锁相环(8)检测得到电网或者定子电压中正序分量的角频率ω_s和相位θ_s；与此同时采用编码器(7)检测DFIG的转速ω_r及转子位置θ_r；并通过减法器计算得到滑差角频率ω_slip＝ω_s-ω_r。(iii)将采集得到的三相定子电压信号U_sabc，三相定子电流信号I_sabc分别经过静止三相/二相坐标变换模块(6)，得到包含正、负序分量的定子电压综合矢量U_sαβ，以及包含正、负序和零序(直流)分量的定子电流综合矢量I_sαβ。(iv)将得到的定子静止坐标系中定子电压综合矢量U_sαβ、定子电流综合矢量I_sαβ经过定子有功、无功功率计算模块(22)得到定子输出的瞬时有功、无功功率信号P_s、Q_s。(v)将定子瞬时有功、无功功率信号P_s、Q_s与其参考功率信号经过减法器计算得到有功、无功功率误差信号ΔP_s、ΔQ_s。(vi)将得到的功率误差信号ΔP_s、ΔQ_s通过比例谐振调节器(21)调节；调节后的输出信号经过反馈补偿解耦模块(15)完成转子速旋转坐标系中交-直轴间的交叉解耦和动态反馈补偿，获取转子速旋转坐标系中的转子电压参考值(vii)转子电压参考值经过转子速旋转坐标变换模块(9)，获得的定子坐标系中转子电压参考值作为空间矢量脉宽调制模块(2)调制所需的转子电压参考信号，该信号经过空间矢量脉宽调制后获得控制DFIG运行的转子侧变换器(1)开关信号S_a，S_b，S_c。