[发明专利]一种DFIG机侧变流器电压源型控制方法

说明书

本发明公开了一种DFIG机侧变流器电压源型控制方法，利用定子电压参考相位角θ_s完成定子三相电压U_sabc、定子三相电流I_sabc和转子三相电流I_rabc进行坐标变换，再通过相应的控制算法得到转子电压d轴平均分量U_rdPI和q轴平均分量U_rqPI，然后利用U_rdPI和U_rqPI计算获得转子电压d轴调制信号V_rd和q轴调制信号V_rq，最后基于V_rd和V_rq通过SVPWM算法得到PWM开关量信号对DFIG变流器进行控制。其应用时，可使双馈风力发电机组具备类似于同步发电机的输出特性，实现对双馈风力发电机组输出电压幅值/无功功率和频率/有功功率的控制，为其接入电网提供电压幅值和频率支撑，可适用于孤立电网、分布式发电系统和与主网联系薄弱的末端电网中双馈风力发电机组的运行控制。

技术领域

本发明涉及新能源发电机组运行控制技术领域，具体涉及一种DFIG机侧变流器电压源型控制方法。

背景技术

目前，随着电力电子技术的长足进步，我国新能源发电机组装机容量不断扩大。但由于能源中心和负荷中心的区域分布的不平衡，新能源发电机组常常接入电网末端，接入点短路容量小，与主网联系薄弱。常规DFIG(Double-Fed Induction Generator，双馈风力发电机组)定子侧三相端子与公网直接相连，转子侧采用背靠背变流器实现与公网的连接，背靠背变流器与电网相连的部分称为GSC(网侧变流器)，与DFIG转子相连的部分称为RSC(机侧变流器)。现有控制技术中，机侧变流器多采用基于同步速坐标系分解的交、直轴解耦控制算法，分别对发电机输出的有功功率和无功功率施加控制，对外表现为电流源输出特性。因而，在风电机组集中的区域，需配套一定的常规火电或水电机组提供电压幅值及频率支撑。但在风电机组渗透率较高的情况下，仍然面对局部电网动态电压和功角稳定性不足的问题，在故障条件下易引起连锁反应，引起风电机组或集群脱网。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种DFIG机侧变流器电压源型控制方法，其应用时，可以实现双馈风力发电机组对机端输出电压幅值/无功功率和频率/有功功率的控制，令其具备类同步发电机的输出特性，能为并网点提供电压幅值和频率支撑。

本发明通过以下技术方案实现：

一种DFIG机侧变流器电压源型控制方法，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；