[发明专利]一种提高双馈风机小扰动稳定性的控制方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种提高双馈风机小扰动稳定性的控制方法、装置及系统，属于风力发电技术领域，包括：根据由锁相环获得的电网相角θ_PLL对电网并网点电压U_pcc进行Park坐标变换，得到并网点d、q轴电压U_pccd和U_pccq；利用U_pccq计算电网同步坐标系下和电流控制坐标系下的转子电流的差值，作为转子反馈电流扰动补偿项，其d、q轴分量分别为i_csd和i_csq；根据转差角θ₂对双馈风机的转子电流i_rabc进行Park坐标变换，得到d、q轴转子电流i_rd和i_rq；分别计算d、q轴转子电流误差为i_erd＝I_rd0‑i_rd‑i_csd，i_erq＝I_rq0‑i_rq‑i_csq，对i_erd和i_erq进行PI控制，得到d、q轴调制电压U_rd和U_rq；根据θ₂、U_rd和U_rq进行空间矢量调制，得到转子侧变流器开关管驱动信号。本发明能够有效提升双馈风机在弱电网故障持续阶段的小扰动稳定性。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，更具体地，涉及一种提高双馈风机小扰动稳定性的控制方法、装置及系统。

背景技术

我国大型风电场大多位于电网末端，且广泛采用远距离输送的消纳模式，因此风机往往运行于弱电网条件。风电装备与弱电网之间会通过并网点电压产生复杂的交互作用，易于造成机组失稳甚至威胁电力系统的安全稳定运行。双馈风机作为当前全球装机容量最高的风电机型，已有大量文献研究双馈风机在弱电网正常工况下的小扰动稳定性，分析指出电流环和锁相环之间的交互耦合作用是导致小扰动失稳的关键影响因素。

弱电网下，风机与电网之间会产生复杂的交互作用，易于造成机组失稳甚至威胁电力系统的安全稳定运行。为此，国内外学者针对弱电网下小扰动稳定性开展了大量研究工作，如：文献[1]提出通过优化锁相环控制器参数来改善双馈风机在弱电网条件下的小扰动稳定性。但是，该方法需要降低锁相环带宽，这将给系统的动态性能造成不利影响，且系统运行状态改变则需要通过计算重新优化参数。文献[2]提出基于虚拟阻抗的小扰动稳定控制方法，通过校正系统输出阻抗特性来提高双馈风机的小扰动稳定性。但阻抗重塑策略抑制系统振荡的适用范围还不确定。文献[3]指出适当增大电流控制器中的比例系数和降低锁相环的控制带宽来提高小扰动稳定性。但是并没有给出具体的控制器设计方法，不利于工程实施应用。此外，上述双馈风机小扰动稳定控制方法主要适用于弱电网正常工况，而针对故障穿越期间的小扰动稳定问题，仍以修改控制器参数为提高小扰动稳定性的主要解决手段，且尚无具体有效的小扰动稳定控制方法。

相关的文献索引信息如下：

[1]张学广,马彦,王天一,徐殿国.弱电网下双馈发电机输入导纳建模及稳定性分析[J].中国电机工程学报,2017,37(05):1507-1516.

[2]H.Nian,B.Hu,C.Wu,et al.Analysis and reshaping on impedancecharacteristic of DFIG system based on symmetrical PLL[J].IEEE Transactionson Power Electronics,2020,35(11):11720-11730.