[发明专利]一种双馈风机转子侧输出功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风机输出功率控制方法，属于电力设备领域，具体涉及一种双馈风机转子侧输出功率控制方法。

背景技术

相比于传统的定桨距定转速的风力发电机以及现阶段的全功率变换直驱式风机而言，基于感应双馈电机(doublefedinductiongenerator，DFIG)的变速恒频风力发电机因其具有更好的电能质量、更小的变频器以及维护成本、灵活的有功无功解耦以及更广泛的适用性等优点，成为目前大型风电场主要采用的机型。

双馈风机转子侧的控制目标是实现功率的解耦以及稳定输出，而其对象模型的稳定决定于直流母线电压的稳定。在传统转子侧矢量控制中，控制的前提是默认直流母线电压恒定，而没考虑母线电压的波动，当直压波动时，对象模型中的功率也会波动而对功率的平稳输出造成影响，同时，在工程实际中，为保证直压的稳定，一般采用较大的电容，造成较大的成本消耗。

目前，国内外的文献对于转子侧的控制策略的前提是保证直流母线电压恒定，将整流部分等效为恒压源，而没考虑母线电压的波动。事实证明，这一假设在实际过程中难以实现。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的母线电压波动影响功率输出平稳性的技术问题，提供了一种双馈风机转子侧输出功率控制方法。该方法在双馈风机转子遭遇电压突变时，在控制系统内迅速引入电压前馈，消除母线电压波动造成的影响，从而通过改变控制器的电压输出来消除转子电压的突变，保证对象功率的稳定输出。

为了解决上述技术问题，通过本发明提供了一种双馈风机转子侧输出功率控制方法，包括：

外环控制用于获取双馈风机输出的功率实际值与设定的功率参考值之间的功率差值，将所述功率差值送入PI控制器得到转子电流参考值；

内环控制用于获取转子电流实际值与所述转子电流参考值之间的电流差值，将所述电流差值依次经过PI控制器和交叉耦合项后得到控制器输出的转子电压控制参考值；

前馈补偿用于在直流母线电压变化时，在所述转子电压控制参考值基础上引入电压前馈补偿量。

上述优化的双馈风机转子侧输出功率控制方法，其电压前馈补偿量基于以下公式获得：

X=ΔVdcVdc*urd0Vdc*2Δ]]>

式中，X为电压前馈补偿量，ΔV_dc分别为直流母线电压稳定值、波动值，△为三角载波幅值，为转子电压的稳态值。

上述优化的双馈风机转子侧输出功率控制方法，所述外环控制中，所述的功率差值包括有功功率差值和无功功率差值，所述有功功率差值和无功功率差值分别经过PI控制器得到转子电流参考值的d、q分量；

所述内环控制中，分别在d、q分量上计算所述电流差值以及所述电压控制参考值；

所述前馈补偿中，分别在电压控制参考值的d分量和q分量上引入电压前馈补偿量。

因此，本发明具有如下优点：在双馈风机转子遭遇电压变化时，在控制系统内迅速引入电压前馈，消除母线电压波动造成的影响，从而通过改变控制器的电压输出来消除转子电压的突变，保证对象功率的稳定输出，本发明与传统控制相比，在电压波动的情况下能更快速地达到功率稳定。

附图说明

附图1是本发明的双馈风机对象模型以及改进的转子侧控制器模型原理图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如附图1所示，图1为双馈风机的对象以及改进的转子侧控制器模型总体图。