[发明专利]一种电网电压不对称骤升下双馈风力发电机控制结构

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体为一种电网电压不对称骤升下双馈风力发电机控制结构。

背景技术

当电网电压发生不对称骤升时，其暂态过程也会对双馈发电机的定、转子形成强烈的电流、电压冲击，给发电机的正常运行造成影响，如损耗增大、发热增多、转矩脉动以及由于转矩脉动所引起的齿轮箱和机械传动轴的疲劳损耗、无功功率脉动等，如果不采取相应的控制措施这些不对称影响会进一步恶化电网电压，国家电网公司已颁布风电场接入电网技术规定，明确要求当风电场并网点的负序电压不平衡度达2%、短时达4%情况下，风电机组应能持续不脱网正常运行。而在电力系统中，除了稳态不对称故障以外，还包括暂态的不对称故障，会引起更严重的不平衡电网电压，造成变流器的过电流或直流母线电压过高，对变流器的安全造成极大的威胁。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电网电压不对称骤升下双馈风力发电机控制结构。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种电网电压不对称骤升下双馈风力发电机控制结构，用于在电网电压不对称骤升下双馈风力发电机的高电压穿越控制，其特征在于：包括定子正负序电流坐标变换单元、转子正负序电流坐标变换单元、转子d、q轴正序电流PI控制单元、转子d、q轴正序电压反变换单元、转子d、q轴负序电流PI控制单元、转子d、q轴负序电压反变换单元，定子d、q轴负序电流PI控制单元，电压空间矢量调制单元；其中：

所述转子正序电流坐标变换单元用于根据转差角度，将所述双馈风力发电机的转子侧三相交流电流i_ra、i_rb、i_rc从三相静止坐标系转换到两相旋转坐标系的d轴正序电流、q轴正序电流，其中为正序电网电压角度，θ_r为转子电角度；所述转子负序电流坐标变换单元用于根据转差角度，将所述双馈风力发电机的转子侧三相交流电流i_ra、i_rb、i_rc从三相静止坐标系转换到两相旋转坐标系的d轴负序电流、q轴负序电流，其中为负序电网电压角度，θ_r为转子电角度；

所述定子正序电流坐标变换单元用于根据正序电网电压角度，将所述双馈风力发电机的定子侧三相交流电流i_sa、i_sb、i_sc从三相静止坐标系转换到两相旋转坐标系的d轴正序电流、q轴正序电流；所述定子负序电流坐标变换单元用于根据负序电网电压角度将所述双馈风力发电机的定子侧三相交流电流i_sa、i_sb、i_sc从三相静止坐标系转换到两相旋转坐标系的d轴负序电流、q轴负序电流；

所述转子d、q轴正序电流PI控制单元接收所述转子d轴正序电流、转子q轴正序电流、转子d轴正序电流指令、转子q轴正序电流指令，经过PI控制单元输出和；

所述转子d、q轴负序电流PI控制单元接收所述转子d轴负序电流、转子q轴负序电流、转子d轴负序电流指令、转子q轴负序电流指令，经过PI控制单元输出；

所述定子d、q轴负序电流PI控制单元接收所述定子d轴负序电流、定子q轴负序电流、经过PI控制单元输出；

所述转子d、q轴正序电压反变换单元用于接收所述转子侧正序d轴电压分量、转子侧正序q轴电压分量，从两相旋转坐标系转换到两相静止坐标系的转子侧正序α轴电压分量、转子侧正序β轴电压分量；

所述转子d、q轴负序电压反变换单元用于接收所述转子侧负序d轴电压分量、转子侧负序q轴电压分量，从两相旋转坐标系转换到两相静止坐标系的转子侧负序α轴电压分量、转子侧负序β轴电压分量；

所述电压空间矢量调制单元用于对所述转子侧正序α轴电压分量和转子侧负序α轴电压分量相加之和得到转子侧α轴电压分量，所述转子侧正序β轴电压分量和转子侧负序β轴电压分量相加之和得到转子侧β轴电压分量，进行电压空间矢量调制并由此控制转子侧变流器的逆变器功率模块。

所述的一种电网电压不对称骤升下双馈风力发电机控制结构，其特征在于：所述转子d、q轴负序电流PI控制单元的转子d轴负序电流、转子q轴负序电流分别乘以有源阻尼系数R1，分别叠加在转子负序电流内环PI控制器的输出；

所述定子d、q轴负序电流PI控制单元的定子d轴负序电流、定子q轴负序电流分别乘以有源阻尼系数R2，分别叠加在定子负序电流外环PI控制器的输出。