[發明專利]一種雙饋異步風力發電機轉子功率補償的方法

有效

• 申請號: 201110325340.8
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102427246A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 楊西全;廖亮;吳波;陳京;劉尚勇
• 申請（專利權）人: 四川科陸新能電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏;吳彥峰

技術領域

本發明涉及風力發電技術，尤其是一種雙饋異步風力發電機轉子功率補償的方法。

背景技術

雙饋異步風力發電變流器的主體結構一般是由網側變流器，直流電容，機側變流器結成。雙饋異步風力發電變流器控制系統包括網側變流器控制系統，機側變流器控制系統，如圖1。其中，網側變流器控制系統一般控制直流電容電壓，穩定直流電容電壓到某一個值，機側變流器控制系統一般控制雙饋異步發電機的功率。雙饋異步發電機功率輸出分別兩部分，定子和轉子，當雙饋異步發電機的轉速高于同步轉速時，定子和轉子都向外輸出功率，由于有功率功率會從機側變流器通過直流電容傳遞到網側變流器，因此定子和網側變流器都會輸出功率，當雙饋異步發電機的轉速低于同步轉速時，定子向外輸出功率，而網側變流器就會吸收功率，這時需要將網側變流器吸收的功率，即轉子補償功率，補償到網側變流器中。

目前，行業中采用的做法是，網側變流器控制系統需要和機側變流器控制系統通信，從機側變流器控制系統中得到轉子的電流電壓，進而求出轉子功率，如圖2，網側變流器控制系統將計算出來的轉子功率輸送到功率到電流轉換模塊；轉子功率再由電流轉換模塊輸出到電流內環控制器，電流內環控制器向調制器輸出電壓信號；最后調制器向網側變流器輸出脈沖信號，轉子功率補償到網側變流器中。現有技術的不足是，由于計算轉子功率需要網側變流器控制系統與機側變流器控制系統通信，增加了控制系統設計的難度。另外，實際應用系統中，轉子功率計算需要轉子電壓和轉子電流，獲取轉子電壓需要增加額外的采樣電路，在電網發生低電壓故障時，采樣電路在電機轉子側會產生大電流，需要關閉轉子控制系統。然而，關閉轉子控制系統會影響轉子功率補償，造成網側變流器控制系統響應不及時引起直流電容電壓過壓，從而對整個變流器系統造成影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種不需要網側變流器控制系統與機側變流器控制系統通信，直接計算網側有功功率和直流母線上直流電容的功率，它們相減就得到了轉子補償功率的方法，降低了控制系統設計的難度。

本發明采用的技術方案是這樣的：包括：

步驟101：網側變流器控制系統計算直流母線上直流電容的功率；

步驟102：網側變流器控制系統獲取網側有功功率值；

步驟103：網側變流器控制系統計算：轉子補償功率值=直流電容的功率-網側有功功率值；

步驟104：網側變流器控制系統將所述轉子補償功率補償到網側變流器中。

???優選地，所述直流母線上直流電容功率的離散化公式為???????????????????????????????????????????????，其中為自然數，為直流電容的容量，為直流電容上的電壓，為時間間隔。

??????優選地，網側變流器控制系統將所述轉子補償功率補償到網側變流器中的方法是：

首先將轉子補償功率輸送到功率到電流轉換模塊；

轉子補償功率再由電流轉換模塊輸出到電流內環控制器，電流內環控制器向調制器輸出電壓信號；

最后調制器向網側變流器輸出脈沖信號，轉子補償功率補償到網側變流器中。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

本發明中轉子補償功率計算簡便，并且不需要機側變流器控制系統中轉子的電壓電流，擺脫網側變流器控制系統和機側變流器控制系統的通信問題，并且該技術是直接在網側控制中加入的轉子補償功率，因此轉子功率波動時，會直接傳導至網側變流器控制系統，不會對直流電容電壓造成沖擊振蕩，對于系統響應時間更快，保證直流電容電壓的穩定，可以減少直流電容電壓的波動，增強了控制系統的穩定性。

附圖說明

本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是雙饋異步風力發電機結構圖。

圖2是現有技術中雙饋異步風力發電機轉子功率補償的方法。

圖3是本發明中雙饋異步風力發電機轉子功率補償的方法。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權利要求、摘要和附圖）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

本發明中的一種雙饋異步風力發電機轉子功率補償的方法，包括：

步驟1：網側變流器控制系統計算直流母線上直流電容的功率；