[发明专利]双馈风力发电机组双PWM变换器系统的协调控制方法

权利要求书

1.双馈风力发电机组双PWM变换器系统的协调控制方法，其特征在于，所述双馈风力发电机组双PWM变换器系统包括双馈风力发电机组和双PWM变换器，所述双馈风力发电机组包括风力机(1)、齿轮箱(2)和双馈电机(3)，而所述双PWM变换器包括转子侧变换器(4)、直流母线电容(5)和网侧变换器(6)；

其中，所述风力机(1)通过所述齿轮箱(2)与所述双馈电机(3)的转子相连，而所述双馈电机(3)的定子通过所述变压器与电网相连；所述转子侧变换器(4)与所述双馈电机(3)的转子相连，所述网侧变换器(6)通过滤波电感与电网相连；所述转子侧变换器(4)通过所述直流母线电容(5)与所述网侧变换器(6)相连；

所述双馈风力发电机组双PWM变换器系统的协调控制方法包括：

获取所述双馈风力发电机组的定子输出有功功率、电网无功功率要求、转子电压、转子电流、转子转速和风速；

根据所述风速和所述转子转速，获取所述风力机(1)输出最大机械功率时发出的机械转矩指令，并将该机械转矩指令作为所述双馈风力发电机组的输入以使所述双馈电机(3)在稳态时能够实现最大功率输出；

获取电网电压、电流以及所述滤波电感的电感值，根据所述电网无功功率要求及直流母线电压基准值，建立直流母线电压反馈外环、电流反馈内环的双闭环控制系统；

将转子侧变换器(4)和所述双馈风力发电机组作为(抽象地看做)所述网侧变换器(6)的负载，通过计算该负载电流，并将该负载电流的动态信息整合至所述网侧变换器(6)的控制中，以建立稳定的直流母线电压，实现双PWM变换器的完全协调控制。

2.根据权利要求1所述的双馈风力发电机组双PWM变换器系统的协调控制方法，其特征在于，所述负载电流通过如下过程计算获得：

在将所述双馈电机(3)的运行状态、所述转子侧变换器(4)的损耗P_con和所述双馈电机(3)转子阻抗的损耗考虑在内的情况下，根据所述转子电流和所述转子电压来判断转子功率的流向，以确定所述双馈电机(3)的运行状态；

当确定所述双馈电机(3)的运行状态为亚同步运行状态时，根据下式计算所述负载电流：

当确定所述双馈电机(3)的运行状态为超同步运行状态时，根据下式计算所述负载电流：

其中，i_load为所述负载电流，P_r＝u_dri_dr+u_qri_qr为转子功率，P_con为两电平变换器的损耗，为转子阻抗上的功率损耗，V_dc为直流母线电压。

3.根据权利要求1所述的双馈风力发电机组双PWM变换器系统的协调控制方法，其特征在于，所述将该负载电流的动态信息整合至所述网侧变换器(6)的控制中的步骤包括：

获得所述负载电流的微分值si_load；

将所述负载电流的微分值si_load乘以系数后得到的值直接前馈至所述网侧变换器(6)的控制电压处。