[发明专利]一种含储能装置的双馈感应发电机控制方法

说明书

本发明提出了一种含储能装置的双馈感应发电机控制方法，其配备的储能装置主要用于维持电网故障暂态直流母线电压的稳定。具体方法：储能装置与直流母线相连，转子侧换流器采用恒电压，网侧换流器与储能装置控制策略配合，维持直流母线电压的恒定。当并网点发生故障，检测到并网点电压的跌落，然后立即投入储能装置用于稳定故障过程中直流母线的电压。同时，由于网侧换流器不再控制直流母线电压，根据转子侧有功功率，计算出网侧电流指令，用于转子侧的有功功率向电网的传输。同时转子变流器剩余容量能够用来向电网输出无功，支撑并网点电压。本发明具有改善机端电压动态性能，提高直流母线电压稳定性，减小储能装置容量等优点。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别是含储能装置的双馈感应发电机控制方法。

背景技术

双馈感应发电机(DFIG)由风力机经过齿轮箱带动双馈风力发电机，双馈风力发电机定子直接与电网相连直接向电网输送功率，转子通过“背靠背”的双PWM变流器实现频率变换，使转子电流频率与转子转速满足定子频率与电网频率一致，根据转差率的不同，向电网输送或吸收功率。

双馈感应发电机由于其转速范围调节大，转子输送功率仅为转差功率，换流器容量小等优点，在风力发电行业占有重要地位。

在电网故障与恢复过程中，定子暂态过程对保持直流母线电压稳定具有较大扰动。以往采用的控制策略不能很好的稳定直流母线电压，同时未能充分利用网侧换流器和发电机对电网提供无功功率，进行电压支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含储能装置的双馈感应发电机控制方法，用以解决电网故障导致双馈风力发电机组直流母线电压波动幅度大，进而导致的脱网问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种含储能装置的双馈感应发电机控制方法，包括：

转子侧换流器控制策略采用有功-端电压控制；

转子侧换流器参考电流采用限流控制策略，在保证端电压稳定的情况下，输出有功功率；

网侧换流器控制策略与储能装置控制策略相互配合，具体为：

正常运行时，网侧换流器采用直流母线电压-端电压控制，储能装置自行充电控制；

发生故障时，网侧换流器采用有功-端电压控制，储能装置采用直流母线电压控制；

网侧换流器参考电流采用限流控制策略，在保证直流母线电压稳定或者有功输出足够的情况下，输送所需无功功率来支撑发电机端电压。

优选地，采用定子电压定向。

优选地，转子侧换流器控制中限流控制环节，端电压环节产生的无功电流参考值优先级高于有功控制环节产生的电流参考值即：

i_{r_max}为电流限值，为无功电流值。

优选地，网侧换流器控制策略与储能装置控制策略相互配合，在正常运行时，直流母线电压由网侧换流器控制，储能装置能够自行充电，充电电流i_esd，当检测到发电机端电压的下降沿，网侧换流器由直流母线电压控制切换到有功功率控制，计算有功功率电流参考值，具体为P_r为转子侧有功功率，v_sd为定子侧d轴电压，无功电流持续时间t_s，无功电流持续时间t_s取值为低电压穿越要求时间的一半。

优选地，网侧换流器控制策略中限流控制有功功率参考电流优先级高于端电压控制参考电流即：

同时储能装置电流参考值由充电电流参考值i_esd切换至直流母线电压控制电流参考值，持续时间为t_s。