[发明专利]一种缓存风能的双馈风机低电压穿越和无功支撑控制方法

摘要

本发明公开了一种缓存风能的双馈风机低电压穿越和无功支撑控制方法，属于风力发电机自动控制技术领域。本发明通过将电网故障下转子侧（RSC）控制回路中的电磁转矩参考值进行切换，将在故障下捕获的多余风能暂存于转子惯性能中，达到降低转子电流的目的；在电压恢复后，RSC切换回传统回路，切换后通过临时限制RSC电磁转矩，避免电压恢复段过电流，安全的恢复能量平衡。应用级联反馈型无功控制器后，风机还可在整个低电压穿越过程向电网安全的提供无功支撑。与现有技术相比，本发明方法控制策略速度快、不引入新硬件，能有效降低风机内故障电流，延长留网时间，对稳定附近电压有明显效果。

主权项

一种缓存风能的双馈风机低电压穿越和无功支撑控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在正常工况下采用以最优风能捕获为控制目标的最佳风能捕获控制方法对双馈风机系统进行控制；2)当监测到电网事故后，将转子侧变流器的控制回路中原先由根据转子转速实测值ωr与其参考值ωr.ref之差的比例积分值给出的电磁力矩参考值Te.ref切换为直接按表达式给出，其中，Us为公共联结点电压有效值，Us.rated为公共联结点电压额定值，Kt.opt为最优增益模态值，τ为力矩控制因子，0≤τ≤1；在整个故障过程中，不断开变流器与转子电路其它部分的电气连接；在整个低电压穿越过程中，无功控制器持续工作；所述无功控制器包括转子侧变流器控制器和电网侧变流器控制器，按级联反馈式连接，其中，转子侧变流器控制器采用公共联结点电压Us及其参考值Us.ref之差的比例积分值作为转子侧无功参考值Qs.rdf，最终无功功率通过定子侧发出，Qs.ref不能超过定子侧变流器额定容量；Qs.ref与定子侧实际发出无功Qs之差作为电网侧变流器控制器无功参考值Qg.ref,Qg.ref不能超过电网侧变流器额定容量；3)当达到GB/T 19963‑2011规定的最小留网时间，且故障清除电压恢复或转子转速超过最大转速时，将转子侧变流器的控制回路中的电磁力矩参考值Te.ref切换回由根据转子转速实测值ωr与其参考值ωr.ref之差的比例积分值给出，恢复采用最佳风能捕获控制方法对双馈风机系统进行控制。