[发明专利]基于电网阻抗补偿的新能源稳定性优化的系统及方法

权利要求书

1.一种基于电网阻抗补偿的新能源稳定性优化的系统，包括用于向公共电网(6)输送功率的新能源机组(9)，所述新能源机组(9)输出端依次电连接转子侧变换器(1)、直流电容(2)、网侧变换器(3)；其特征在于：还包括用于采集新能源机组(9)三相端电压信号U和三相电流信号I的、并通过计算处理输出稳定的端电压相位信号86.1的锁相环(8)，所述锁相环(8)电连接用于接收稳定的端电压相位信号86.1的并网控制器(7)，所述并网控制器(7)通过控制并网电流的波形、频率和功率，使新新能源机组(9)稳定地向公共电网(6)输送有功功率；

所述锁相环(8)包括用于采集新能源机组(9)三相端电压信号U和三相电流信号I、接收稳定的端电压相位信号86.1的坐标变换器(81)，所述坐标变换器(81)通过计算处理输出d轴电流信号81.1和q轴端电压信号81.2，所述坐标变换器(81)电连接用于接收q轴端电压信号81.2的减法器(83)，所述坐标变换器(81)还电连接用于接收d轴电流信号81.1、采集新能源机组(9)三相端电压信号U和三相电流信号I的电网阻抗补偿器(82)，所述电网阻抗补偿器(82)在电网强度为弱电网时输出电压补偿信号82.1至减法器(83)，在电网强度为强电网时输出电压补偿信号0，所述减法器(83)依次电连接比例积分器(84)、加法器(85)和输出稳定的端电压相位信号86.1的积分器(86)；

所述电网阻抗补偿器(82)包括用于采集风机三相端电压信号U和三相电流信号I、接收d轴电流信号81.1的工作模式选择器(821)，所述工作模式选择器(821)包括电网强度为弱电网时按照实际输出电流信号821.1的工作模式一和电网强度为强电网时输出电流信号为0的工作模式二，所述工作模式选择器(821)电连接用于采集电流信号821.1、并基于电流信号821.1数值大小通过计算放大而输出电流调理信号822.1的比例调节器(822)，所述比例调节器(822)电连接用于接收电流调理信号822.1、并将电流调理信号822.1中包含的直流信号滤除而输出电流补偿信号823.1的高通滤波器(823)，所述高通滤波器(823)电连接用于接收电流补偿信号823.1、并根据风机与电网间的实际阻抗而输出电压补偿信号82.1的限幅器(824)。

2.根据权利要求1所述的基于电网阻抗补偿的新能源稳定性优化的系统，其特征在于：所述限幅器(824)输出电压补偿信号82.1的具体方式为若电压补偿信号82.1在风机与电网间的实际阻抗内，则直接输出电压补偿信号82.1；若电压补偿信号82.1不在风机与电网间的实际阻抗内，则经限幅后输出电压补偿信号82.1。

3.根据权利要求2所述的基于电网阻抗补偿的新能源稳定性优化的系统，其特征在于：所述减法器(83)接收q轴端电压信号81.2和电压补偿信号82.1，并通过相减计算输出电压误差信号83.1；所述比例积分器(84)接收电压误差信号83.1，并通过计算处理输出电压频率信号84.1；所述加法器(85)接收电压频率信号84.1和额定电压频率信号85.1，并通过计算处理输出电压频率误差信号85.2；所述积分器(86)接收电压频率误差信号85.2，并通过计算处理输出稳定的电压相位信号86.1。

4.根据权利要求1所述的基于电网阻抗补偿的新能源稳定性优化的系统，其特征在于：所述转子侧变换器(1)用于将新能源机组(9)发出的交流电整流成直流电，所述网侧变换器(3)用于将直流电逆变成50Hz的恒频交流电。

5.根据权利要求4所述的基于电网阻抗补偿的新能源稳定性优化的系统，其特征在于：所述网侧变换器(3)电连接滤波电感(4)，所述滤波电感(4)电连接线路阻抗(5)，所述接线路阻抗(5)接入公共电网(6)。

6.根据权利要求1所述的基于电网阻抗补偿的新能源稳定性优化的系统，其特征在于：所述新能源机组(9)为风力发电机组。

7.一种基于电网阻抗补偿的新能源稳定性优化的方法，其特征在于，应用于如权利要求1～6任一所述的基于电网阻抗补偿的新能源稳定性优化的系统中，所述方法包括如下步骤：

步骤1)，通过坐标变换器(81)采集新能源机组(9)三相端电压信号U和三相电流信号I、接收稳定的端电压相位信号86.1，计算处理输出d轴电流信号81.1和q轴端电压信号81.2；

步骤2)，通过工作模式选择器(821)采集风机三相端电压信号U和三相电流信号I、接收d轴电流信号81.1，并根据电网强度选择工作模式选择器(821)的工作模式，当电网强度为弱电网时，启动工作模式一，按照实际输出电流信号821.1至减法器(83)；当电网强度为强电网时，启动工作模式二，输出电流信号0；通过比例调节器(822)采集电流信号821.1，并基于电流信号821.1数值大小通过计算放大输出电流调理信号822.1；通过高通滤波器(823)接收电流调理信号822.1，并将电流调理信号822.1中包含的直流信号滤除后输出电流补偿信号823.1；通过限幅器(824)接收电流补偿信号823.1，并根据风机与电网间的实际阻抗输出电压补偿信号82.1；

步骤3)，通过减法器(83)接收q轴端电压信号81.2和电压补偿信号82.1，并相减计算输出电压误差信号83.1；通过比例积分器(84)接收电压误差信号83.1，并计算处理输出电压频率信号84.1；通过加法器(85)接收电压频率信号84.1和额定电压频率信号85.1，并计算处理输出电压频率误差信号85.2；通过积分器(86)接收电压频率误差信号85.2，并计算处理输出稳定的电压相位信号86.1；

步骤4)，稳定的电压相位信号86.1输出至坐标变换器(81)和并网控制器(7)，并网控制器(7)通过控制并网电流的波形、频率和功率，使新新能源机组(9)稳定地向公共电网(6)输送有功功率。