[发明专利]电网电压故障下阻抗源直驱永磁风力发电系统的分段式无功补偿方法

权利要求书

1.一种电网电压故障下阻抗源直驱永磁风力发电系统的分段式无功补偿方法，将Crowbar电路和静止无功补偿器结合，Crowbar电路的输入端接阻抗源网络电容，Crowbar电路的输出端接到静止无功补偿装置的直流侧，其特征在于，步骤包括：

(1)采集并网点实时数据，计算所需无功功率Q^*；

(2)判断Q^*是否小于等于第一阶段无功阈值 Q_1N；

(3)若Q^*≤Q_1N，阻抗源直驱永磁风力发电系统进入第一阶段无功补偿，无功功率仅由流入Crowbar电路的功率提供；

(4)若Q^*Q_1N，判断Q^*是否小于等于第二阶段无功阈值 Q_2N；

(5)若Q^*≤Q_2N，阻抗源直驱永磁风力发电系统进入第二阶段无功补偿，无功功率由阻抗源逆变器和Crowbar电路提供；

(6)若Q^*Q_2N，阻抗源直驱永磁风力发电系统进入第三阶段无功补偿，无功功率由阻抗源逆变器、Crowbar电路和静止无功补偿器共同承担；

所述步骤(3)中第一阶段无功补偿具体包括如下步骤：

1)采集阻抗源逆变器实时数据；

2)令阻抗源逆变器q轴电流给定值为0，阻抗源逆变器不提供无功功率；

3)阻抗源逆变器d轴由一个转速外环和一个电流内环构成；

4)采集Crowbar电路和静止无功补偿器的实时数据；

5)令Crowbar电路输入端电压U_C1小于静止无功补偿器直流侧电压U_CS，流入Crowbar电路的功率根据Q^*大小，经静止无功补偿器向电网提供无功；

6)令静止无功补偿器d轴电流给定值为0，静止无功补偿器不提供有功功率；

7)静止无功补偿器q轴由一个电流环构成，静止无功补偿器q轴电流给定值i_qS1^*由系统功率和电网电压跌落程度决定。

2.根据权利要求1所述的电网电压故障下阻抗源直驱永磁风力发电系统的分段式无功补偿方法，其特征在于，所述步骤(2)中第一阶段无功阈值 Q_1N由系统功率和电网电压跌落程度共同决定。

3.根据权利要求1所述的电网电压故障下阻抗源直驱永磁风力发电系统的分段式无功补偿方法，其特征在于，所述步骤(4)中第二阶段无功阈值 Q_2N仅由系统功率决定。

4.根据权利要求1所述的电网电压故障下阻抗源直驱永磁风力发电系统的分段式无功补偿方法，其特征在于，所述步骤(5)中第二阶段无功补偿具体包括如下步骤：

[1]采集阻抗源逆变器实时数据；

[2]根据Q^*和Q_1N的值确定阻抗源逆变器q轴电流给定值i_qZ2^*，阻抗源逆变器提供无功功率；

[3]阻抗源逆变器d轴由一个电流环构成，根据Q^*、Q_1N和所需阻抗源逆变器提供的无功功率确定阻抗源逆变器d轴电流给定值i_dZ2^*；

[4]采集Crowbar电路和静止无功补偿器的实时数据；

[5]令Crowbar电路输入端电压U_C1小于静止无功补偿器直流侧电压U_CS，流入Crowbar电路的功率全部转化为无功功率；

[6]令静止无功补偿器d轴电流给定值为0，静止无功补偿器不提供有功功率；

[7]静止无功补偿器q轴由一个电流环构成，静止无功补偿器q轴电流给定值i_qS2^*由Q_1N决定。

5.根据权利要求1所述的电网电压故障下阻抗源直驱永磁风力发电系统的分段式无功补偿方法，其特征在于，所述步骤(6)中第三阶段无功补偿具体包括如下步骤：

①采集阻抗源逆变器实时数据；

②根据Q_1N和Q_2N的值确定阻抗源逆变器q轴电流给定值i_qZ3^*，流过阻抗源逆变器的功率全部转化为无功功率；

③令阻抗源逆变器d轴电流给定值为0，阻抗源逆变器不提供有功功率；

④采集Crowbar电路和静止无功补偿器的实时数据；

⑤令Crowbar电路输入端电压U_C1小于静止无功补偿器直流侧电压U_CS，流入Crowbar电路的功率全部转化为无功功率；

⑥令静止无功补偿器d轴电流给定值为0，静止无功补偿器不提供有功功率；

⑦静止无功补偿器q轴由一个电流环构成，静止无功补偿器q轴电流给定值i_qS3^*由Q^*、Q_1N和Q_2N共同决定。