[发明专利]用于控制连接到电力网的电功率系统的系统和方法

权利要求书

1.一种用于控制连接到电力网的电功率系统的方法，所述电功率系统具有电功率子系统的多个集群，所述电功率子系统中的每个定义用于向所述电力网提供功率的定子功率路径和转换器功率路径，所述转换器功率路径具有局部功率变换器，所述方法包括：

经由控制器接收无功功率命令和所测量的无功功率；

基于所述无功功率命令与所述所测量的无功功率之间的差，经由所述控制器生成无功功率误差信号；

经由无功功率调节器接收所述无功功率误差信号；

基于所述误差信号，经由所述无功功率调节器生成电压命令；

经由下垂控制生成电压下垂信号；

依据所述电压命令或所测量的端子电压中的至少一个和所述电压下垂信号，经由所述控制器生成电压误差信号；以及，

基于所述电压误差信号，经由电压调节器生成无功电流命令。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括经由第一限制器限制所述电压命令。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，依据所述电压命令或所述所测量的端子电压中的至少一个和所述电压下垂信号而生成所述电压误差信号还包括：

从所述电压命令减去所述所测量的端子电压，以获得第一值；

将所述所测量的无功功率乘以所述电压下垂信号，以获得第二值；

从所述第一值减去所述第二值，以获得所述电压误差信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述电压误差信号而生成所述无功电流命令还包括：

基于所述电压误差信号而生成输出信号；

经由第二限制器限制所述电压调节器的所述输出信号；以及，

基于所限制的输出信号而生成所述无功电流命令。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述局部功率变换器包括双绕组变换器或三绕组变换器中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无功功率调节器包括比例积分(PI)控制器、比例微分(PD)控制器、比例积分微分(PID)控制器或状态空间控制器中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电压调节器包括比例积分(PI)控制器、比例微分(PD)控制器、比例积分微分(PID)控制器或状态空间控制器中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电功率子系统中的每个的发电机包括双馈感应发电机(DFIG)。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电功率系统包括风场，并且其中，所述电功率子系统包括风力涡轮功率系统。

10.一种用于连接到电力网的电功率系统的控制系统，所述电功率系统具有电功率子系统的多个集群，所述电功率子系统中的每个定义用于向所述电力网提供功率的定子功率路径和转换器功率路径，所述转换器功率路径具有局部功率变换器，所述控制系统包括：

一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于生成所测量的无功功率或所测量的端子电压中的至少一个；

控制器，所述控制器配置成接收无功功率命令和所述所测量的无功功率，并且基于所述无功功率命令与所述所测量的无功功率之间的差而生成无功功率误差信号；

无功功率调节器，所述无功功率调节器配置成接收所述无功功率误差信号，并且基于所述误差信号而生成电压命令；

下垂控制，所述下垂控制配置成生成电压下垂信号；

所述控制器进一步配置成依据所述电压命令或所测量的端子电压中的至少一个和所述电压下垂信号而生成电压误差信号；以及，

电压调节器，所述电压调节器配置成基于所述电压误差信号而生成无功电流命令。

11.根据权利要求10所述的控制系统，还包括配置成限制所述电压命令的第一限制器。