[发明专利]双馈异步电机低电压穿越控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双馈异步电机低电压穿越控制系统及方法，特别是涉及一种储能模块PQ控制(即有功和无功功率控制)下的双馈异步电机低电压穿越控制系统及方法。

背景技术

目前，兆瓦级双馈异步发电机(Double-Fed Induction Generator，DFIG)广泛用于变速风力发电系统，其特殊的入网方式及功率的调节手段，导致机组对电网扰动非常敏感。特别因电网故障引起的DFIG机端电压跌落，会导致DFIG转子绕组过电流，如不采取适当措施加以限制，必引起转子侧变换器(Rotor-Side Converter，RSC)的热损坏，能量的最大效率应用也是当今研究的课题，在很多情况下由于风能的不稳定以及随机性导致风能的严重浪费，因此，实有必要提出一种储能模块PQ控制下的双馈异步电机低电压穿越控制策略，不仅能够在风能充足的情况下将多余的风能储存起来，实现能量的合理高效运用，而且能够提高DFIG的低电压穿越能力。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种双馈异步电机低电压穿越控制系统及方法，其能够将储能系统与低电压穿越系统很好的结合，并能够很好的解决能量的有效利用以及提高DFIG的低电压穿越能力。

为达上述及其它目的，本发明提出一种双馈异步电机低电压穿越控制系统，包括：

采样电路，接于储能变流器的出口，以采样负载侧的瞬时电压电流；

坐标变换模块，将采样获得的瞬时电压电流进行abc/dq变换，获得dq旋转坐标系下的电压分量与电流分量；

瞬时三相总功率计算模块，根据该坐标变换模块的坐标转换结果计算dq坐标系下的有功功率P和无功功率Q，并将结果输出至PQ控制模块；

PQ控制模块，对有功功率指定值、无功功率指定值及计算所得的有功功率、无功功率进行有功无功解耦控制，并输出控制信号至SVPWM模块；

SVPWM模块，对该控制信号进行PWM调制方式调制后输出至储能变流器作为该储能变流器的开关信号；

储能单元，包括储能变流器与储能装置，该储能变流器与该SVPWM模块及该储能装置连接，以在该开关信号的控制下实现该储能单元指定有功无功功率的输出。

进一步地，该PQ控制模块包括：

功率外环的PI控制模块，利用该瞬时三相总功率计算模块输出的有功功率P、无功功率Q与有功功率指定值P_ref、无功功率指定值Q_ref计算参数i_dref、i_qref，并将i_dref、i_qref输出至电流内环PI控制模块作为d轴、q轴电流参考值；

电流内环PI控制模块，利用该功率外环的控制模块输出的电流参考值i_dref、i_qref与三相交流电流在dq旋转坐标系下的电压电流分量u_sd、u_sq、i_d、i_q，并将i_dref、i_qref输出至电流内环控制器作为d轴、q轴电流参考值计算参数u_cd、u_cq，并将参数u_cd、u_cq作为该SVPWM模块的控制信号。

进一步地，该坐标变化模块将采样获得的三相交流电压U_sa、U_sb、U_sc与三相交流电流I_a、I_b、I_c变换为dq旋转坐标系下的电压分量U_sd、U_sq和电流分量I_d、I_q，并定义dq旋转坐标系下的电压向量为电流向量为

进一步地，dq坐标系下的有功功率P和无功功率Q分别为：