[发明专利]一种畸变电网下双馈异步风力发电机基于反推控制的定子谐波电流抑制方法

权利要求书

1.一种畸变电网下双馈异步风力发电机基于反推控制的定子谐波电流抑制方法，包括如下步骤：

(1)采集DFIG的三相定子电压U_sabc、三相定子电流I_sabc、三相转子电流I_rabc、转速ω_r以及转子位置角θ_r，并利用锁相环提取三相定子电压U_sabc的角频率ω_s；

进而对所述的三相定子电压U_sabc、三相定子电流I_sabc和三相转子电流I_rabc进行Clarke变换，对应得到定子α-β静止坐标系下的定子电压矢量U_sαβ、定子电流矢量I_sαβ和转子电流矢量I_rαβ；

(2)根据所述的定子电压矢量U_sαβ和定子电流矢量I_sαβ，计算DFIG的机侧有功功率P_s和机侧无功功率Q_s；

进而根据谐波电网条件下定子谐波电流的抑制补偿功率算法，计算有功功率的补偿参考值P^*_{s_comp}和无功功率的补偿参考值Q^*_{s_comp}，并对所述的补偿参考值P^*_{s_comp}和Q^*_{s_comp}进行微分运算，得到对应的导数值和

(3)根据所述的转子电流矢量I_rαβ、机侧有功功率P_s和机侧无功功率Q_s、补偿参考值P^*_{s_comp}和Q^*_{s_comp}以及对应的导数值和通过畸变电网反推控制算法计算出定子α-β静止坐标系下的转子电压矢量V_rαβ；

所述畸变电网反推控制算法的具体过程如下：

首先，根据DFIG有功功率及无功功率的偏差定义DFIG的李雅普诺夫函数V如下：

其中：P_s^*和Q_s^*分别为给定的有功功率参考值和无功功率参考值；

然后，对上述李雅普诺夫函数V进行求导，并使求导后的结果满足以下关系式：

其中：k_p和k_q分别为预设的有功功率调节系数和无功功率调节系数，t为时间；

最后，将改进后畸变电网条件下的DFIG功率数学模型代入上述关系式中，得到关于转子电压矢量V_rαβ的方程式如下并进行求解：

所述改进后畸变电网条件下DFIG功率数学模型的表达式如下：

其中：σ为DFIG的漏磁系数，|U_s|为定子电压矢量U_sαβ的模且L_m为DFIG的定转子互感，L_r为DFIG的转子电感，ω_slip为DFIG的滑差角频率且ω_slip＝ω_s-ω_r，R_s为DFIG的定子电阻，R_r为DFIG的转子电阻，V_rα和V_rβ分别为转子电压矢量V_rαβ的α轴分量和β轴分量，I_rα和I_rβ分别为转子电流矢量I_rαβ的α轴分量和β轴分量，U_sα和U_sβ分别为定子电压矢量U_sαβ的α轴分量和β轴分量；

(4)利用转子位置角θ_r对所述的转子电压矢量V_rαβ进行坐标变换，得到转子α-β静止坐标系下的转子电压矢量U_rαβ，进而通过SVPWM构造得到一组开关信号以对DFIG的机侧变流器进行控制。