[發明專利]雙饋風力發電機無功功率的控制方法

無效

• 申請號: 201110279433.1
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102355192A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 楊柳;劉嫣紅;毛志懷
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02J3/18
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所 11248
• 代理人: 徐林

技術領域

本發明涉及一種風力發電機，特別涉及連接到電網雙饋風力發電機無功功率的控制方法。

背景技術

在能源消耗日益增長、環境污染日漸嚴重的今天，作為可再生綠色能源的風能受到世界各國的普遍重視，風力發電技術也成為近年來各國學者競相研究的熱點。風能是一種變化頻繁的隨機能源，變速恒頻風力發電技術可以保證在絕大多數風速下的風能得到最大限度的捕獲和利用，并具有傳統恒速恒頻風力發電技術所無法比擬的優越性，而雙饋風力發電機能很好地滿足變速恒頻風力發電的技術要求，成為目前比較優化的一種控制策略。它是通過雙PWM變流器在雙饋發電機的轉子側施加三相交流電進行勵磁，通過調節勵磁電流的有效值、相位和頻率，實現定子側輸出有功和無功功率的控制。

雙饋風力發電機的的基本硬件拓撲如圖1所示，發電機的定子直接連接到電網，轉子繞組通過集電環經變流器與電網相連，通過控制轉子電流的頻率、有效值，相位和相序，利用雙PWM變流器，通過SPWM控制技術，可以獲得正弦波轉子電流，以減小發電機中的諧波轉矩，實現定子側輸出有功和無功功率的控制。

由于雙饋發電機的電路存在磁路上的耦合，且其三相坐標系下的數學模型是非線性、時變的高階系統。為了實現有功、無功解耦控制，通常采用矢量控制法，矢量控制根據矢量變換理論，采用按定子磁場方向定向，把轉子電流矢量分解為在同步旋轉坐標系中的兩個互相垂直的電流分量，實現對發電機有功功率和無功功率的解耦調節。但為使電機實現解耦，需要簡化電機模型，還要進行矢量旋轉變化等復雜的變換和計算，而且電流控制模塊控制敏感度較高，變流器系統的電路參數、測量延時以及鎖相環性能對電流控制都具有較大的影響，這些因素造成了矢量控制法的魯棒性偏低。當電路參數，測量延時以及其他系統因素發生變化時，控制器穩定性會發生明顯改變，加大了控制器參數的調試難度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有雙饋風力發電機無功功率控制方法的不足，提供一種不需要進行矢量旋轉變化等復雜的變換和計算的雙饋風力發電機無功功率控制方法。

設發電機的定子電壓、電流、磁鏈矢量為和轉子電壓、電流、磁鏈矢量為和則在穩態運行時，電機電壓方程為：

U·s=RsI·s+jωsψ·s---(1)]]>

U·r=RrI·r+j(ωs-ωr)ψ·s---(2)]]>