[发明专利]一种用于双馈风力发电系统故障穿越的灭磁控制方法

摘要

本发明公开了一种用于双馈风力发电系统故障穿越的灭磁控制方法，属于风力发电技术领域，其特征在于：利用准积分电压模型法求解定子磁链，将定子磁链送入椭圆带通滤波器，计算定子直流磁链，计算定子正、负序磁链之差，计算定子负序磁链，计算转子去直流磁链电流指令，将转子去直流磁链电流指令与实际转子电流反馈作差后送入谐振控制器，将计算获得的定子电压同步旋转坐标系下的转子控制电压反变换得到转子三相静止坐标系下的三相控制电压，从而控制双馈风力发电系统故障穿越。本发明消除了分解去磁电流反馈所带来的延时，提高了控制精度和动态响应速度，加速了定子直流磁链和定子负序磁链的衰减，极大的提高了灭磁可靠性和灭磁效果。

主权项

一种用于双馈风力发电系统故障穿越的灭磁控制方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一，检测三相定子电压u_sa、u_sb、u_sc和三相定子电流i_sa、i_sb、i_sc，将检测到的三相定子电压u_sa、u_sb、u_sc和三相定子电流i_sa、i_sb、i_sc变换到两相静止αβ坐标系，得到定子电压u_sα、u_sβ和定子电流i_sα、i_sβ，并利用准积分电压模型法求解定子磁链ψ_sα、ψ_sβ；步骤二，将求解得到的定子磁链ψ_sα、ψ_sβ送入椭圆带通滤波器，获得定子正、负序磁链之和ψ_sα1+ψ_sα2、ψ_sβ1+ψ_sβ2；步骤三，根据定子磁链ψ_sα、ψ_sβ与定子正、负序磁链之和ψ_sα1+ψ_sα2、ψ_sβ1+ψ_sβ2，计算定子直流磁链ψ_sαn、ψ_sβn，计算公式如下：$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\α}n}\\ {\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\β}n}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\α}}-({\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\α}1}+{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\α}2})\\ {\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\β}}-({\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\β}1}+{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\β}2})\end{array}\right];$步骤四，计算定子正、负序磁链之差ψ_sα1‑ψ_sα2、ψ_sβ1‑ψ_sβ2，计算公式如下：$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\α}1}-{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\α}2}\\ {\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\β}1}-{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\β}2}\end{array}\right]=\frac{1}{{\mathrm{j\ω}}_s}\left[\begin{array}{c}{u}_{s\mathrm{\β}}-R_s{i}_{s\mathrm{\β}}\\ u_{s\mathrm{\α}}-R_s{i}_{s\mathrm{\α}}\end{array}\right];$其中，R_s为定子电阻，ω_s为定子电压同步旋转角频率；步骤五，根据定子正、负序磁链之和ψ_sα1+ψ_sα2、ψ_sβ1+ψ_sβ2与定子正、负序磁链之差ψ_sα1‑ψ_sα2、ψ_sβ1‑ψ_sβ2，计算定子负序磁链ψ_sα2、ψ_sβ2，计算公式如下：$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\α}2}\\ {\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\β}2}\end{array}\right]=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{c}({\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\α}1}+{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\α}2})-({\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\α}1}-{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\α}2})\\ ({\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\β}1}+{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\β}2})-({\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\β}1}-{\mathrm{\ψ}}_{s\mathrm{\β}2})\end{array}\right];$步骤六，将计算得到的定子直流磁链ψ_sαn、ψ_sβn和定子负序磁链ψ_sα2、ψ_sβ2变换到定子电压同步旋转DQ坐标系下，得到相应的DQ坐标系下直流磁链ψ_sdn、ψ_sqn和负序磁链ψ_sd2、ψ_sq2，再计算转子去直流磁链电流指令计算公式为：$\left[\begin{array}{c}{i}_{rdn}^{*}\\ i_{rqn}^{*}\end{array}\right]=-T_n\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{sdn}\\ {\mathrm{\ψ}}_{sqn}\end{array}\right];$其中，T_n为正的比例系数，表示直流磁链的衰减速度；计算转子去负序磁链电流指令计算公式为：$\left[\begin{array}{c}{i}_{rd2}^{*}\\ i_{rq2}^{*}\end{array}\right]=-T_2\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{sd2}\\ {\mathrm{\ψ}}_{sq2}\end{array}\right];$其中，T₂为正的比例系数，表示负序磁链的衰减速度；步骤七，检测三相转子电流i_ra、i_rb、i_rc，将检测得到的三相转子电流i_ra、i_rb、i_rc变换到定子电压同步旋转DQ坐标系下获得实际转子电流i_rd、i_rq，转子去直流磁链电流指令与实际转子电流反馈i_rd、i_rq作差后送入谐振控制器R_c1，则得到转子去直流磁链控制电压转子去负序磁链电流指令与实际转子电流反馈i_rd、i_rq作差后送入谐振控制器R_c2，则得到转子去负序磁链控制电压步骤八，将定子电压同步旋转坐标系下转子去直流磁链控制电压定子电压同步旋转坐标系下转子去负序磁链控制电压和定子电压同步旋转坐标系下转子稳态控制电压三者相加获得总的转子控制电压再将计算获得的定子电压同步旋转坐标系下的转子控制电压反变换得到转子三相静止坐标系下的三相控制电压从而来控制双馈风力发电系统故障穿越。