[发明专利]一种双馈异步风力发电机转子功率补偿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术，尤其是一种双馈异步风力发电机转子功率补偿的方法。

背景技术

双馈异步风力发电变流器的主体结构一般是由网侧变流器，直流电容，机侧变流器结成。双馈异步风力发电变流器控制系统包括网侧变流器控制系统，机侧变流器控制系统，如图1。其中，网侧变流器控制系统一般控制直流电容电压，稳定直流电容电压到某一个值，机侧变流器控制系统一般控制双馈异步发电机的功率。双馈异步发电机功率输出分别两部分，定子和转子，当双馈异步发电机的转速高于同步转速时，定子和转子都向外输出功率，由于有功率功率会从机侧变流器通过直流电容传递到网侧变流器，因此定子和网侧变流器都会输出功率，当双馈异步发电机的转速低于同步转速时，定子向外输出功率，而网侧变流器就会吸收功率，这时需要将网侧变流器吸收的功率，即转子补偿功率，补偿到网侧变流器中。

目前，行业中采用的做法是，网侧变流器控制系统需要和机侧变流器控制系统通信，从机侧变流器控制系统中得到转子的电流电压，进而求出转子功率，如图2，网侧变流器控制系统将计算出来的转子功率输送到功率到电流转换模块；转子功率再由电流转换模块输出到电流内环控制器，电流内环控制器向调制器输出电压信号；最后调制器向网侧变流器输出脉冲信号，转子功率补偿到网侧变流器中。现有技术的不足是，由于计算转子功率需要网侧变流器控制系统与机侧变流器控制系统通信，增加了控制系统设计的难度。另外，实际应用系统中，转子功率计算需要转子电压和转子电流，获取转子电压需要增加额外的采样电路，在电网发生低电压故障时，采样电路在电机转子侧会产生大电流，需要关闭转子控制系统。然而，关闭转子控制系统会影响转子功率补偿，造成网侧变流器控制系统响应不及时引起直流电容电压过压，从而对整个变流器系统造成影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需要网侧变流器控制系统与机侧变流器控制系统通信，直接计算网侧有功功率和直流母线上直流电容的功率，它们相减就得到了转子补偿功率的方法，降低了控制系统设计的难度。

本发明采用的技术方案是这样的：包括：

步骤101：网侧变流器控制系统计算直流母线上直流电容的功率；

步骤102：网侧变流器控制系统获取网侧有功功率值；

步骤103：网侧变流器控制系统计算：转子补偿功率值=直流电容的功率-网侧有功功率值；

步骤104：网侧变流器控制系统将所述转子补偿功率补偿到网侧变流器中。

   优选地，所述直流母线上直流电容功率的离散化公式为                                               ，其中为自然数，为直流电容的容量，为直流电容上的电压，为时间间隔。

      优选地，网侧变流器控制系统将所述转子补偿功率补偿到网侧变流器中的方法是：

首先将转子补偿功率输送到功率到电流转换模块；

转子补偿功率再由电流转换模块输出到电流内环控制器，电流内环控制器向调制器输出电压信号；

最后调制器向网侧变流器输出脉冲信号，转子补偿功率补偿到网侧变流器中。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明中转子补偿功率计算简便，并且不需要机侧变流器控制系统中转子的电压电流，摆脱网侧变流器控制系统和机侧变流器控制系统的通信问题，并且该技术是直接在网侧控制中加入的转子补偿功率，因此转子功率波动时，会直接传导至网侧变流器控制系统，不会对直流电容电压造成冲击振荡，对于系统响应时间更快，保证直流电容电压的稳定，可以减少直流电容电压的波动，增强了控制系统的稳定性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是双馈异步风力发电机结构图。

图2是现有技术中双馈异步风力发电机转子功率补偿的方法。

图3是本发明中双馈异步风力发电机转子功率补偿的方法。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明中的一种双馈异步风力发电机转子功率补偿的方法，包括：

步骤1：网侧变流器控制系统计算直流母线上直流电容的功率；