[發(fā)明專利]一種聯(lián)網(wǎng)型雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)定開(kāi)關(guān)頻率的直接功率控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910155890.2
• 申請(qǐng)日: 2009-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101710713A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡家兵;賀益康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38;H02J3/18;H02J3/00;H02P9/44
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聯(lián)網(wǎng)型雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制方法，尤其是無(wú)需轉(zhuǎn)子 電流內(nèi)環(huán)控制器、定開(kāi)關(guān)頻率的聯(lián)網(wǎng)型雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接功率控制方 法。

背景技術(shù)

目前，變速恒頻發(fā)電已成為主流的風(fēng)電技術(shù)，風(fēng)電機(jī)組也多采用雙饋異步 風(fēng)力發(fā)電機(jī)(DFIG)型式，其優(yōu)點(diǎn)是可從發(fā)電機(jī)側(cè)實(shí)現(xiàn)速度控制、降低閃變 的影響，并可通過(guò)交流勵(lì)磁變頻裝置中轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的控制實(shí)現(xiàn)有功和無(wú)功功 率的獨(dú)立調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)同步速上、下的最大風(fēng)能追蹤運(yùn)行。由于勵(lì)磁變頻器僅需 處理滑差功率、容量小，當(dāng)轉(zhuǎn)速范圍限制在0.75～1.25pu時(shí)，其典型容量?jī)H為 25～35％的發(fā)電機(jī)額定容量。這些鮮明的特點(diǎn)推動(dòng)了DFIG在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電 中的廣泛應(yīng)用，尤其是處于聯(lián)網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行中。當(dāng)前，DFIG定子輸出有 功、無(wú)功功率解耦控制大多采用基于電網(wǎng)電壓定向或者定子磁鏈定向的矢量控 制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。矢量控制通過(guò)同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換將三相轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)換、分解為 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的有功、無(wú)功功率電流分量，然后經(jīng)過(guò)比例-積分(PI)調(diào)節(jié)器 實(shí)施對(duì)有功、無(wú)功功率電流的獨(dú)立控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)DFIG定子輸出瞬時(shí)有功、 無(wú)功功率的解耦控制。然而該矢量控制方案需要同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換、DFIG定、 轉(zhuǎn)子電感值用于有功/無(wú)功電流的交叉補(bǔ)償解耦以及較為復(fù)雜的電流PI控制器 參數(shù)調(diào)節(jié)，因此DFIG定子輸出有功、無(wú)功功率解耦性能將很大程度上取決于 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換和控制系統(tǒng)用DFIG定、轉(zhuǎn)子電感值的精度以及PI參數(shù)的設(shè) 計(jì)。與此同時(shí)，源于交流傳統(tǒng)系統(tǒng)中交流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的思想，直接功率 控制也被提出并應(yīng)用于聯(lián)網(wǎng)型DFIG發(fā)電系統(tǒng)中，該控制方法實(shí)施的基本原理 是：在一個(gè)采樣周期內(nèi)根據(jù)定子輸出瞬時(shí)有功、無(wú)功功率的誤差以及定子或轉(zhuǎn) 子磁鏈的位置信號(hào)，在事先設(shè)定的電壓矢量開(kāi)關(guān)表中直接選取合適的DFIG轉(zhuǎn) 子側(cè)變換器輸出電壓矢量，使DFIG定子輸出瞬時(shí)有功、無(wú)功功率快速、精確 地跟蹤其給定值。關(guān)于聯(lián)網(wǎng)型DFIG風(fēng)電系統(tǒng)的直接功率控制方案，檢索到具 有代表性的相關(guān)文獻(xiàn)有：

I.R.Datta，and?V.T.Ranganathan，“Direct?Power?Control?of?Grid-Connected Wound?Rotor?Induction?Machine?Without?Rotor?Position?Sensors，”IEEE?Trans. Power?Electron.，vol.16，no.3，pp.390-399，May?2001.

II.K.P.Gokhale，D.W.Karraker，and?S.J.Heikkila，“Controller?for?a?Wound Rotor?Slip?Ring?Induction?Machine，”U.S.Patent，6448735B1，Jul.22，2002.

III.L.Xu，and?P.Cartwright，“Direct?Active?and?Reactive?Power?Control?of DFIG?for?Wind?Energy?Generation，”IEEE?Trans.Energy?Convers.，vol.21，no.3， pp.750-758，Sept.2006.