[发明专利]基于电压源输出双馈风电机组的谐波电压比例前馈补偿方法

说明书

本文公开了一种基于电压源输出双馈风电机组的谐波电压比例前馈补偿方法，其步骤包括：1.数据采样和数据转换；2.下垂控制；3.电压和电流控制环；4.R调节器及其谐波电压比例反馈系数选取。本发明能有效降低并网点谐波电压含量和输出功率脉动，提高双馈发电机的电能质量。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体的说是一种采用谐波电压比例前馈补偿控制来抑制双馈风力发电机电压源并网谐波的方法。

背景技术

实际电力系统中，由于风电场所处位置偏远，距离大电网较远，所以并入的电网其特性实际较弱，即电网阻抗较大。当本地负载中含有非线性负载时，非线性负载产生的谐波电流将会在电网阻抗上产生谐波压降，使得与双馈发电机定子侧直接相连的公共并网电网公共耦合点(point of common coupling，PCC)处电压畸变，影响本地线性负载的正常工作。随着风力发电机组装机容量的不断扩大和并网准则的逐渐完善，具有稳定PCC点电压及提高电能质量的能力也会逐步成为对风电场的必然要求。因而使双馈发电机工作在电压源下垂输出并网模式，对支撑公共并网点电压幅值、提高电能质量意义重大。

针对双馈风力发电机转子侧变流器谐波的抑制问题，根据已有公开的参考文献，一些研究的主要方法有：

题为“谐波电网下基于矢量比例积分电流调节器的双馈异步发电机运行控制技术”(年珩，宋亦鹏，中国电机工程学报，2013,33(6):101-11)的文章提出双馈异步发电机基于矢量比例积分电流调节器的控制策略，该控制方法基于电流源采用跟踪DFIG谐波电流指令，实现谐波控制目标，而无法适用于弱电网条件下基于电压源输出对于谐波电压的抑制。

题为“一种抑制双馈风力发电机定子侧谐波电流抑制方法”的中国发明专利的申请说明书(CN201510369967.1)申明的技术方案中，构建n次谐波旋转坐标系下的双馈风力发电机数学模型，获取转子电流五、七次谐波分量的指令，叠加到转子电压上生成转子调制电压的方法。该方法仅适用于双馈发电机基于电流源模式，抑制定子谐波电流，且控制器结构复杂，从而弱电网下阻抗适应性较差。

总之现有研究主要是以电流源并网或电压源孤岛运行下的谐波抑制，而对于DFIG电压源输出下垂并网条件下的谐波电压抑制相关研究较少。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足之处，提出一种基于电压源输出双馈风电机组的谐波电压比例前馈补偿方法，以期能有效降低并网点谐波电压含量和输出功率脉动，从而提高双馈发电机下垂并网的电能质量。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种基于电压源输出双馈风电机组的谐波电压比例前馈补偿方法的特点是按如下步骤进行：

步骤一、数据采样和数据转换：

步骤1.1、采样双馈发电机定子的三相输出电压u_A、u_B、u_C和三相输出电流i_A、i_B、i_C、所述双馈发电机转子的三相电流i_a、i_b、i_c；并利用锁相环采集公共耦合点的电网三相电压u_pcc，利用光电编码器采集所述双馈电机转子的角速度ω_r；

步骤1.2、将所述三相输出电压u_A、u_B、u_C进行同步旋转坐标变换，得到定子电压dq轴分量u_sd、u_sq；

将所述三相输出电流i_A、i_B、i_C进行同步旋转坐标变换，得到定子电流dq轴分量i_sd、i_sq；