[发明专利]双馈风力发电机无切换并网控制方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及双馈风力发电机无切换并网控制方法。

背景技术

近年来变速恒频双馈型风力发电成为新能源领域关注的热点，它被广泛应用于大功率风力发电中，其良好的变速恒频特性提高了风能利用率。转子变流器因只需要处理转差功率而容量较小；在矢量解耦控制下，其灵活调节无功功率的特点可以提高电网系统稳定性。

双馈电机定子电压的频率、幅值、相位必须通过转子变流器调整至与电网相同以实现无冲击并网。目前双馈电机并网控制策略一般选取定子电压矢量或者定子磁链矢量定向，在控制器调节的作用下实现解耦控制。由于并网前后电机数学模型不同，其矢量控制耦合项形式和电流调节器参数也不同。一般在并网前后对耦合项和电流调节器参数进行切换(如图1所示)。但切换带来的问题是，首先实际准确的切换时刻不易获得，其次控制上进行耦合项和PI参数切换是比较繁琐的。

发明内容

本发明针对上述缺陷公开了提出了双馈风力发电机无切换并网控制方法。它包括以下步骤：

步骤一：根据双馈电机参数设计转子电流调节器，调整转子电流调节器的积分时间常数等于并网后双馈电机时间常数，比例时间常数根据转子电流闭环带宽确定，上述两个时间常数并网前后保持不变；

步骤二：将耦合项计算方式写为并网后计算方式，此计算方式并网前后保持不变；

步骤三：设计并网前定子电压调节器及其参数，将定子电压闭环的时间常数设计为比转子电流闭环时间常数大一个数量级，忽略转子电流闭环的动态过程；

步骤四：同时启动转子电流闭环控制和定子电压闭环控制，定子电压闭环的指令以恒定速度缓慢上升至额定值，转子电流闭环则跟随定子电压闭环输出，励磁电流同步上升至额定值，电机定子电压的幅值、频率、相位逐渐向电网电压靠近；

步骤五：当电机定子电压与电网电压的幅值、频率、相位均相同后关闭定子电压闭环；

步骤六：将电机定子连接至电网，并网操作过程完毕。

本发明的有益效果包括：首先，转子电流调节器参数和耦合项计算方式不需要切换。其次，与传统控制方法相比简化了控制过程，易于工程实现、更简洁更可靠。

附图说明

图1为传统双馈风力发电机并网控制策略框图

图2为双馈风力发电机无切换并网控制策略框图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例具体说明：

如图2所示，双馈风力发电机无切换并网控制方法包括以下步骤：

步骤一：根据双馈电机参数设计转子电流调节器，调整转子电流调节器的积分时间常数等于并网后双馈电机时间常数，比例时间常数根据转子电流闭环带宽确定，上述两个时间常数并网前后保持不变；

步骤二：将耦合项计算方式写为并网后计算方式，此计算方式并网前后保持不变；

步骤三：设计并网前定子电压调节器及其参数，将定子电压闭环的时间常数设计为比转子电流闭环时间常数大一个数量级，忽略转子电流闭环的动态过程；

步骤四：同时启动转子电流闭环控制和定子电压闭环控制，定子电压闭环的指令以恒定速度缓慢上升至额定值，转子电流闭环则跟随定子电压闭环输出，励磁电流同步上升至额定值，电机定子电压的幅值、频率、相位逐渐向电网电压靠近；

步骤五：当电机定子电压与电网电压的幅值、频率、相位均相同后关闭定子电压闭环；

步骤六：将电机定子连接至电网，并网操作过程完毕。