[发明专利]风电场储能系统谐波控制器及其参数整定方法

权利要求书

1.一种风电场储能系统谐波控制器，包括储能系统、DC/DC变换器、电网、双向变流器和SPWM，其特征在于，还包括双闭环控制系统，所述双闭环控制系统包括外环电压PI控制器、内环电流PR控制器、第一比较器和第二比较器，其中：

所述储能系统通过DC/DC变换器与双向变流器的直流侧连接，所述双向变流器的另一侧与电网连接；

所述第一比较器在双向变流器的直流侧提取电压信号U_d与输入的直流电压参考值U_ref进行比较，并将产生的差值ev送入外环电压PI控制器；

所述外环电压PI控制器输出电流参考值i_ref，并传输至第二比较器，所述第二比较器提取双向变流器网侧的电流信号i_abc与电流参考值i_ref进行比较，并将产生的差值ei输入内环电流PR控制器，内环电流PR控制器产生驱动信号u_cαβ，并传输至SPWM；

所述SPWM对驱动信号u_cαβ进行脉宽调试，对双向变流器直流侧电压信号U_d和网侧电流信号i_abc进行反馈调节，从而实现双闭环控制。

2.根据权利要求1所述的风电场储能系统谐波控制器，其特征在于，所述内环电流PR控制器采用叠加谐波补偿的比例谐振控制器，所述叠加谐波补偿的比例谐振控制器传递函数为其中，k_a定义为PR控制器的比例系数，k_b定义为PR控制器的谐振系数，w₀定义为谐振频率，G_PR定义为比例谐振控制器传递函数，s定义为传递函数中的复变量。

3.一种基于权利要求1所述的风电场储能系统谐波控制器的参数整定方法，其特征在于，所述参数整定方法以劳斯判据为基础，并满足不等式组

ka>LkcCkpwmCkpwm2ka3+L2kakd-L(kpwmka2kc+ka)LCkpwmka-L2kc<kb<ka2kdkpwmkd<kakckpwm+1Ld2-c13c16c14>0]]>

其中，k_a定义为PR控制器的比例系数，k_b定义为PR控制器的谐振系数，k_c定义为PI控制器的比例系数，k_d定义为PI控制器的积分系数，w₀定义为谐振频率，L定义为进线电感，C定义为直流滤波电容，k_pwm定义为脉宽调整环节的放大系数；

所述参数整定方法包括如下具体步骤：

步骤（1）：系统中L，C，k_pwm为已知值，在此基础上，根据k_c>0选定k_c值，结合不等式计算出k_a的取值范围，并选择k_a值，其中，L定义为电缆电抗，C定义为直流母线电容；

步骤（2）：将步骤（1）中的k_a和k_c值代入不等式计算出k_d的取值范围，并选择k_d值；

步骤（3）：将步骤（1）中的选出的k_a，k_c值代入不等式Ckpwm2ka3+L2kakd-L(kpwmka2kc+ka)LCkpwmka-L2kc<kb<ka2kdkpwm]]>中，通过在步骤（2）中确定的取值范围内调整k_d取值，使不等式成立从而计算出k_b的取值范围，并选择k_b值；

步骤（4）：将步骤（1）至步骤（3）中选择的k_a，k_b，k_c，k_d值代入不等式通过在步骤（3）中的确定的取值范围内调整k_b的取值，使不等式成立，从而获得一组能够使风电场储能系统稳定的外环电压PI控制器和内环电流PR控制器的参数值。