[发明专利]双馈风电多机系统在弱电网对称短路故障下的协同优化控制方法

权利要求书

1.双馈风电多机系统在弱电网对称短路故障下的协同优化控制方法，包括多个DFIG单机系统；其特征在于：具体步骤如下：

1)为每个DFIG单机系统配置一个自适应阻尼控制器；

2)建立DFIG多机并网系统的时域仿真模型；基于不同故障场景，配置每个DFIG单机系统中添加的自适应阻尼控制器的系数，从而得到与不同故障场景对应的所有自适应阻尼控制器的系数，作为对应故障场景的控制数据；

3)当实际故障发生时，从时域仿真模型中找到与实际故障对应的故障场景，并将该故障场景对应的控制数据发送给相应的DFIG单机系统，使每个DFIG单机系统在各自的自适应阻尼控制器控制下运行，从而改变每个单机并网系统的阻尼，即改善整系统的阻尼，提高多机系统在故障稳态期间的稳定性。

2.根据权利要求1所述的双馈风电多机系统在弱电网对称短路故障下的协同优化控制方法，其特征在于：步骤1)中，自适应阻尼控制器通过PI控制器将锁相环输出角速度ω_pll和系统目标角速度ω_g之间的偏差Δω_pll负反馈给网侧变流器的q轴电流环输出；一旦ω_pll在故障期间偏离ω_g，DFIG将根据Δω_pll自动调整其q轴电流分量。

3.根据权利要求1所述的双馈风电多机系统在弱电网对称短路故障下的协同优化控制方法，其特征在于：步骤2)中，配置每个DFIG单机系统中添加的自适应阻尼控制器参数的方法如下，

①结合实际系统参数，建立整体DFIG多机并网系统的小信号状态空间方程；推算出会发生振荡失稳的对称短路故障场景的故障距离和故障程度范围；

②建立DFIG多机并网系统的时域仿真模型，结合实际情况对典型的对称短路故障进行仿真；

③预先确定一种故障场景，计算系统中锁相环主导极点的位置，并计算每个DFIG的锁相环模态阻尼比ξ^*；

④判断每个DFIG的锁相环模态阻尼比ξ^*是否大于0；如果所有DFIG的锁相环模态阻尼比ξ^*都大于0，则进入第⑥步；否则，转到第⑤步；

⑤确定锁相环模态阻尼比ξ^*小于0的DFIG的序列，根据阻尼比计算公式调整其中应用的自适应阻尼控制器的比例系数和积分系数；随后，更新步骤②的时域仿真模型参数，保持之前的故障场景不变，重复步骤③-步骤④；

⑥输出最优解，即每个自适应阻尼控制器的比例系数和积分系数，并作为该故障场景下的控制数据；

⑦将故障数据和控制数据存储在集总控制系统中；

⑧改变故障场景，重新计算新的控制数据，直到所有故障场景都计算完毕；从而得到不同故障场景下的所有自适应阻尼控制器的比例系数和积分系数，作为对应故障场景的控制数据。

4.根据权利要求3所述的双馈风电多机系统在弱电网对称短路故障下的协同优化控制方法，其特征在于：使用自适应阻尼控制器后，每个DFIG单机系统的锁相环模态阻尼比ξ^*由下式计算：

式中，ξ^*为应用自适应阻尼控制器后DFIG单机系统的锁相环模态阻尼比；K_p、K_i为锁相环中PI控制器的比例系数和积分系数；K_cp、K_ci为自适应阻尼控制器中PI控制器的比例系数和积分系数；步骤③首次计算DFIG的锁相环模态阻尼比ξ^*时，每个自适应阻尼控制器中PI控制器的比例系数和积分系数均为0；U_td0为并网点d轴电压稳定值；R_G为电网电阻；X_G为电网电抗；I_gd0、I_gq0为系统d轴、q轴输出电流稳定值。