[发明专利]一种双馈风电机组主动耗能运行的控制方法

权利要求书

1.一种双馈风电机组主动耗能运行的控制方法，其特征在于，获取双馈风电机组参数和故障前运行参数，当交流电网发生故障产生有功功率盈余时，对双馈风电机组进行调整控制，将亚同步运行的双馈风电机组从发电状态切换至电动状态，消纳交流电网盈余的有功功率，实现交流电网有功功率的平衡；

对双馈风电机组进行调整控制包括转子虚拟电阻控制，转子虚拟电阻控制由双馈风电机组的转子侧变流器实施，采用前馈解耦控制，控制方程为：

其中，为双馈风电机组转子电压矢量的控制参考值；i_r为转子电流矢量；L_r为双馈发电机转子等效电感；ω_p为转差角速度；σ为发电机漏磁系数，L_s和L_m分别为双馈发电机定子等效电感和激磁电感；R_rvr为虚拟电阻，其值由下式确定：

其中，ω_r为发电机转子转速；R_r为双馈发电机转子电阻；K_rvr为虚拟电阻控制系数，K_rvr由需要消耗的有功功率盈余量P_ol确定；

其中，P_F0为双馈风电机组在发电状态下输出的有功功率；P_Fc为双馈风电机组的最大主动耗能功率；K_rm为双馈风电机组虚拟电阻控制系数的最大值；

双馈风电机组的最大主动耗能功率P_Fc由下式计算：

其中，ω_s为同步转速，U_s为定子电压幅值；

双馈风电机组虚拟电阻控制系数的最大值K_rm由下式计算：

K_rm＝min(K_rmu,K_rmi,K_rmr,K_rmt)

K_rmu是转子电压的调制比约束确定的最大虚拟电阻控制系数，由下式计算：

其中，U_dc为背靠背变流器直流电压；

K_rmi是最大转子电流约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由下式确定：

其中，I_rmax为转子电流的最大允许值；

K_rmr是最大转速约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由以下不等式计算：

ω_s≥ω_rm

其中，ω_rm＝f(K_rmr)为函数f(K_rvr)的极大值，取得极大值对应的虚拟电阻控制系数为K_rvr＝K_rmr，函数f(K_rvr)为：

式中，ω_r0为初始转速；计算系数a₁、a₂、a₃、a₄、τ_rp、ω_rp分别为

其中，Δ、T_w0、K_t均为计算系数，J_w和J_g分别为风力机和发电机转动惯量；k_s和k_d分别为轴刚度系数和阻尼系数；ρ为空气密度；S_w为扫风面积，R_w为叶片半径；v_w为风速；λ_opt为最佳叶尖速比，λ_opt＝6.908；P_e为电磁功率，由下式计算：

K_rmt是轴系安全约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由以下不等式计算：

θ_smax≥θ_sm

其中，θ_sm＝f(K_rmt)为函数g(K_rvr,t)的极大值，取得极大值时的虚拟电阻控制系数为K_rvr＝K_rmt、时间t＝t_rmt，其中函数g(K_rvr,t)为：

式中，计算系数b₁、b₂、b₃分别为：