[发明专利]一种基于补偿电枢绕组虚拟自感的低压穿越控制方法

说明书

本发明公开了一种基于补偿电枢绕组虚拟自感的低压穿越控制方法，当检测到电网故障时，在电压外环与电流内环间加入低压穿越控制策略，所述低压穿越控制策略包括冲击电流的抑制部分与无功电流的补偿部分，将d轴电压外环通过冲击电流的抑制部分处理后连接电流内环，抑制电枢绕组d轴电流分量的冲击；将q轴电压外环的输出与无功电流的补偿部分的输出相加后连接电流内环，通过调节无功调节系数补偿无功功率，支持电网电压恢复；同时重设VSG控制算法模块有功无功环输入，维持虚拟电势幅值、频率不变。

技术领域

本发明属于新能源发电技术领域，尤其涉及一种基于补偿电枢绕组虚拟自感的低压穿越控制方法。

背景技术

随着环境问题的日益凸显与化石能源的逐渐枯竭，新能源发电受到越来越多的关注，基于可再生能源的发电单元将会成为电力系统中最重要的电源之一。大面积的新能源发电并网为电网的运行减轻了负担，然而，当电网发生故障导致电压跌落时，新能源发电装置为了自我保护将退出并网，大面积的新能源发电装置脱网运行将使电网发生无法预料的严重事故，因此，新能源发电装置应具备低压穿越能力。

低压穿越(Low Voltage Ride Through，LVRT)指在风力发电机并网点电压跌落的时候，风机能够保持低电压穿越并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而穿越这个低电压时间。LVRT是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并网的一种特定的运行功能要求。

发明内容

本发明根据现有技术中存在的问题，提出了一种基于补偿电枢绕组虚拟自感的低压穿越控制方法，在检测到电网故障时，可以抑制电网故障时的电流冲击。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于补偿电枢绕组虚拟自感的低压穿越控制方法，当检测到电网故障时，在电压外环与电流内环间加入低压穿越控制策略，所述低压穿越控制策略包括冲击电流的抑制部分与无功电流的补偿部分，将d轴电压外环通过冲击电流的抑制部分处理后连接电流内环，抑制电枢绕组d轴电流分量的冲击；将q轴电压外环的输出与无功电流的补偿部分的输出相加后连接电流内环，通过调节无功调节系数补偿无功功率，支持电网电压恢复。同时重设VSG控制算法模块有功无功环输入，维持虚拟电势幅值、频率不变。

进一步，所述冲击电流的抑制的过程为：在电枢绕组中加入虚拟自感L_vd，计算d轴瞬态电流冲击倍数K及d轴电流增量Δi_d，调节虚拟自感大小，抑制电流冲击；

进一步，所述调节虚拟自感的方法为：

建立电磁暂态关系式：

在电枢绕组中加入虚拟自感L_vd：

上式中的Δi_d将减小至Δi'_d，且Δi'_d为微小的值，得下式：

Δi_d的大幅减小，导致实际的励磁电流增量也要减小至一微小的值。令L_vd正比于d轴电流增量Δi_d，引入电流冲击倍数K，令L_vd＝KnM_fa，则M_fa+L_vd＝(Kn+1)M_fa，代入式(3)，得：

其中，L_ff为励磁绕组的自感；M_fa为定子相绕组与励磁绕组轴线重合时的互感的幅值，Δi_f为虚拟励磁电流瞬态增量，n为与d轴电流增量Δi_d同大小的常数。