[發明專利]雙饋風力發電機無切換并網控制方法

無效

• 申請號: 201110151164.0
• 申請日: 2011-06-07
• 公開（公告）號: CN102231529A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 戰亮宇;金新民;張祿
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，特別涉及雙饋風力發電機無切換并網控制方法。

背景技術

近年來變速恒頻雙饋型風力發電成為新能源領域關注的熱點，它被廣泛應用于大功率風力發電中，其良好的變速恒頻特性提高了風能利用率。轉子變流器因只需要處理轉差功率而容量較小；在矢量解耦控制下，其靈活調節無功功率的特點可以提高電網系統穩定性。

雙饋電機定子電壓的頻率、幅值、相位必須通過轉子變流器調整至與電網相同以實現無沖擊并網。目前雙饋電機并網控制策略一般選取定子電壓矢量或者定子磁鏈矢量定向，在控制器調節的作用下實現解耦控制。由于并網前后電機數學模型不同，其矢量控制耦合項形式和電流調節器參數也不同。一般在并網前后對耦合項和電流調節器參數進行切換(如圖1所示)。但切換帶來的問題是，首先實際準確的切換時刻不易獲得，其次控制上進行耦合項和PI參數切換是比較繁瑣的。

發明內容

本發明針對上述缺陷公開了提出了雙饋風力發電機無切換并網控制方法。它包括以下步驟：

步驟一：根據雙饋電機參數設計轉子電流調節器，調整轉子電流調節器的積分時間常數等于并網后雙饋電機時間常數，比例時間常數根據轉子電流閉環帶寬確定，上述兩個時間常數并網前后保持不變；

步驟二：將耦合項計算方式寫為并網后計算方式，此計算方式并網前后保持不變；

步驟三：設計并網前定子電壓調節器及其參數，將定子電壓閉環的時間常數設計為比轉子電流閉環時間常數大一個數量級，忽略轉子電流閉環的動態過程；

步驟四：同時啟動轉子電流閉環控制和定子電壓閉環控制，定子電壓閉環的指令以恒定速度緩慢上升至額定值，轉子電流閉環則跟隨定子電壓閉環輸出，勵磁電流同步上升至額定值，電機定子電壓的幅值、頻率、相位逐漸向電網電壓靠近；

步驟五：當電機定子電壓與電網電壓的幅值、頻率、相位均相同后關閉定子電壓閉環；

步驟六：將電機定子連接至電網，并網操作過程完畢。

本發明的有益效果包括：首先，轉子電流調節器參數和耦合項計算方式不需要切換。其次，與傳統控制方法相比簡化了控制過程，易于工程實現、更簡潔更可靠。

附圖說明

圖1為傳統雙饋風力發電機并網控制策略框圖

圖2為雙饋風力發電機無切換并網控制策略框圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例具體說明：

如圖2所示，雙饋風力發電機無切換并網控制方法包括以下步驟：

步驟一：根據雙饋電機參數設計轉子電流調節器，調整轉子電流調節器的積分時間常數等于并網后雙饋電機時間常數，比例時間常數根據轉子電流閉環帶寬確定，上述兩個時間常數并網前后保持不變；

步驟二：將耦合項計算方式寫為并網后計算方式，此計算方式并網前后保持不變；

步驟三：設計并網前定子電壓調節器及其參數，將定子電壓閉環的時間常數設計為比轉子電流閉環時間常數大一個數量級，忽略轉子電流閉環的動態過程；

步驟四：同時啟動轉子電流閉環控制和定子電壓閉環控制，定子電壓閉環的指令以恒定速度緩慢上升至額定值，轉子電流閉環則跟隨定子電壓閉環輸出，勵磁電流同步上升至額定值，電機定子電壓的幅值、頻率、相位逐漸向電網電壓靠近；

步驟五：當電機定子電壓與電網電壓的幅值、頻率、相位均相同后關閉定子電壓閉環；

步驟六：將電機定子連接至電網，并網操作過程完畢。