[发明专利]一种DFIG机侧变流器电压源型控制方法

权利要求书

1.一种DFIG机侧变流器电压源型控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过电压互感器和电流互感器采集DIFG定子三相电压U_sabc，定子三相电流I_sabc和转子三相电流I_rabc，此外，利用位置编码器检测DFIG转子转速ω_r以及转子位置角θ_r；

S2、给定初始定子电压参考相位角θ_s对定子三相电压U_sabc进行坐标变换，得到同步速旋转坐标系下定子电压d轴分量U_sd和q轴分量U_sq，对定子三相电流I_sabc进行坐标变换，得到同步速旋转坐标系下定子电流d轴分量I_sd和q轴分量I_sq，利用定子电压参考相位角θ_s减去转子位置角θ_r得到转差角θ_slip，进而通过转差角θ_slip对转子三相电流I_rabc进行坐标变换，获取同步速旋转坐标系下转子电流d轴分量I_rd和q轴分量I_rq；

S3、利用定子电压d轴分量U_sd和q轴分量U_sq以及定子电流d轴分量I_sd和q轴分量I_sq计算获取DFIG定子输出有功功率P_s、无功功率Q_s以及定子电压相峰值E，结合下垂控制，得到DFIG给定运行频率ω_sref和给定运行电压E_ref，并对给定运行频率ω_sref进行积分，得到闭环的DFIG定子电压参考相位角θ_s来反馈作用于步骤S2；

S4、采用q轴电压定向控制策略，根据DFIG定子磁链方程得到转子电流q轴分量I_rq的参考值I_rqref；

S5、通过对给定运行电压E_ref和定子电压相峰值E做差得到定子电压误差，将该误差通过PI控制得到转子电流d轴分量I_rd的参考值I_rdref；

S6、将转子电流d轴分量参考值I_rdref和q轴分量参考值I_rqref分别与转子电流d轴分量I_rd和q轴分量I_rq做差得到转子电流d、q轴误差，将d、q轴误差分别通过PI控制得到转子电压d轴平均分量U_rdPI和q轴平均分量U_rqPI；

S7、根据定子电流d轴分量I_sd、转子电流d轴分量I_rd、q轴分量I_rq和磁链方程计算得到转子电压d轴补偿量ΔU_rd和q轴补偿量ΔU_rq；

S8、令U_rdPI+ΔU_rd得到转子电压d轴调制信号V_rd，令U_rqPI+ΔU_rq得到转子电压q轴调制信号V_rq，基于V_rd和V_rq，通过SVPWM算法得到共计六路的一组PWM开关量信号对DFIG三相六桥臂转子变流器进行控制；

在步骤S3中，定子三相电压U_sabc和定子三相电流I_sabc计算获取DFIG定子输出有功功率P_s、无功功率Q_s和定子电压相峰值E的具体算法如下：

其中，ω_c为低通滤波器截止频率，s为拉普拉斯算子，ω_c/(s+ω_c)为低通滤波器的复频域数学模型；

给定运行电压E_ref和给定运行频率ω_sref的具体算法如下：

其中，E₀、ω₀、P₀、Q₀分别为额定工作点定子电压幅值、定子电压频率、定子输出有功和无功，k_P为有功下垂系数，k_Q为无功下垂系数；

DFIG定子电压参考相位角θ_s的具体算法如下：

其中，θ₀为DFIG定子电压初始相角；

在步骤S5中，通过对给定运行电压E_ref和定子电压相峰值E做差得到定子电压误差，将该误差通过PI控制得到转子电流d轴分量I_rd的参考值I_rdref的具体算法如下：

其中，s为拉普拉斯算子，k_pE为电压外环PI控制器比例系数，k_iE为电压外环PI控制器积分系数。