[发明专利]基于模拟电感的双馈风电场次同步振荡的抑制方法

权利要求书

1.一种基于模拟电感的双馈风电场次同步振荡的抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立双馈风电场经串联补偿电容并网的系统模型；

步骤2、将模拟电感控制策略应用到双馈风机转子侧变换器的内环控制中，对转子输出电压进行控制，具体如下：

步骤2.1、检测外界风速，得出风速对应的转矩参考值，根据控制目标确定定子无功的参考值，联立系统的相关状态方程，结合对应的控制策略算出双馈风机转子电流dq轴分量的稳态期望值

步骤2.2、将转子电流dq轴分量的实际值与稳态期望值作差取增益后，作为附加信号作用于转子电压的输入，公式为：

其中ω₁为同步旋转角速度，ω_r为转子旋转角速度，i_dr、i_qr为转子dq轴电流，G_P为模拟电感；

步骤2.3、在式(12)附加信号的作用下，使转子侧变换器输出转子电压满足式(13)关系：

其中，K_iq、K_id为转子侧变换器内电流环PI控制的比例系数；T_iq、T_id转子侧变换器内电流环PI控制的积分系数，i_qrref、i_drref为转子侧变换器外环PI控制输出的转子dq轴电流参考值；

步骤3、利用PSO算法对模拟电感值进行自适应在线整定，确定工况下模拟电感的最佳取值；

步骤4、将模拟电感控制策略和转子侧变换器控制策略应用到双馈风机转子侧的控制中，完成对系统次同步振荡的抑制。

2.根据权利要求1所述的基于模拟电感的双馈风电场次同步振荡的抑制方法，其特征在于，步骤1所述的建立双馈风电场经串联补偿电容并网的系统模型，具体如下：

步骤1.1、根据风能捕获模型得到双馈风机转子转速、输出功率和风速的对应关系；

步骤1.2、在dq坐标系下列写出系统的电磁方程，具体如下：

步骤1.2.1、双馈感应发电机中的定子和转子均采取电动机惯例，正方向为电流流入方向，且旋转方向和电磁转矩正方向相同；根据坐标变换原理，将定子及转子中的电流、电压、磁通变量从三相静止坐标变换到dq坐标系，得到定转子中的电磁关系为：

其中ω_s＝ω₁-ω_r为转差角速度；u_ds、u_qs为定子dq轴电压，u_dr、u_qr为转子dq轴电压；i_ds、i_qs为定子dq轴电流；ψ_ds、ψ_qs为定子dq轴磁链，ψ_dr、ψ_qr为转子dq轴磁链；R_s为定子电阻，R_r为转子电阻；L_ls为定子漏感，L_lr为转子漏感，L_m为定转子同轴互感，L_s、L_r为定转子绕组等效自感；

步骤1.2.2、双馈风机转子侧变换器的控制目标包括最大风能追踪、保持所发电能频率恒定以及控制无功输出；将定子磁链方向固定在d轴，实现有功与无功的解耦；采用PI控制来调节转子电压，得到微分方程：

其中，Te_ref、Q_sref为电磁转矩和定子无功的参考值，K_Te、K_Qs为转子侧变换器外功率环PI控制的比例系数；T_Te、T_Qs为转子侧变换器外功率环PI控制的积分系数；x₁～x₄为引入的四个中间变量。