[发明专利]一种双馈风力发电机组的不对称故障穿越方法

摘要

本发明公开了一种双馈风力发电机组不对称故障穿越方法，转子侧变换器控制回路包括由转速外环和转子正负序电流控制内环，为消除定子磁链直流衰减量的影响，在正序电流控制器出口引入相应补偿项；且为避免转子变换器过流或过压，设计了新型电流限幅环节，并在电流控制器中分别引入积分饱和环节和输出幅值限制环节；针对网侧变换器，在外环直流电压回路中引入了转子实际有功功率，以实时平衡直流母线两侧功率；同时在内环正序电流控制回路中引入实测负序电网电压，以消除该负序电压影响。该方法可克服现有控制策略尚不能同时兼顾机端负序电压出现对网侧/转子侧变换器的影响与故障期间电网无功支撑的要求，从而提高双馈风力发电机组的故障穿越能力。

主权项

1.一种双馈风力发电机组的不对称故障穿越方法，其特征在于，所述方法包括：在电网不对称故障的情况下，针对双馈风力发电机组的转子侧变换器，其控制策略是在基于定子磁链定向的正反转同步旋转坐标系中实现的，外环为转速环，内环为转子正负序电流双DQ控制回路，具体策略包括：为了消除定子磁链直流衰减分量的影响，在正序电流PI控制器出口处的前馈补偿项中引入直流衰减磁链项jωL_oψ_sne^-(t-t0)Tse^-jω1(t-t0)，其中ω为发电机转速；T_s=R_s/L_s，R_s和L_s为定子绕组等效电阻和电感；L_o=L_m/L_s，L_m为发电机定转子互感；ψ_sn为定子磁链直流衰减分量；ω₁为电网频率；且转子负序电流d轴和q轴分量PI控制器的积分环节在监测到不对称故障时，将立即重置为相应的实际电流值，若流过转子变换器的电流超过其最大允许电流，新型电流限幅环节将立即发生作用；为保证故障严重情况下所述转子侧变换器稳定运行，在转子正负序电流控制器中分别引入积分饱和环节，在其控制回路的输出端设置幅值限制环节；针对双馈风力发电机组的网侧变换器，其控制策略是在基于电网正序电压定向的同步旋转坐标系中实现的，包括直流电压外环和变换器交流侧正序电流内环的双闭环控制回路，具体策略包括：在直流电压外环控制回路中引入转子绕组实际有功功率，以实时平衡直流母线两侧功率；在正序电流控制器的输出PWM调制信号中引入实测电网负序电压分量，使网侧变换器交流侧负序电压与电网负序电压分量大小相当，以使故障期间直流母线电压维持在其安全可靠运行范围值（(1+0.15）pu之内。