[發(fā)明專利]一種電網(wǎng)電壓不對稱驟升下雙饋風(fēng)力發(fā)電機控制結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310073492.2
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN103166238A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝震;張興;楊淑英;宋海華
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體為一種電網(wǎng)電壓不對稱驟升下雙饋風(fēng)力發(fā)電機控制結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生不對稱驟升時，其暫態(tài)過程也會對雙饋發(fā)電機的定、轉(zhuǎn)子形成強烈的電流、電壓沖擊，給發(fā)電機的正常運行造成影響，如損耗增大、發(fā)熱增多、轉(zhuǎn)矩脈動以及由于轉(zhuǎn)矩脈動所引起的齒輪箱和機械傳動軸的疲勞損耗、無功功率脈動等，如果不采取相應(yīng)的控制措施這些不對稱影響會進一步惡化電網(wǎng)電壓，國家電網(wǎng)公司已頒布風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定，明確要求當(dāng)風(fēng)電場并網(wǎng)點的負序電壓不平衡度達2%、短時達4%情況下，風(fēng)電機組應(yīng)能持續(xù)不脫網(wǎng)正常運行。而在電力系統(tǒng)中，除了穩(wěn)態(tài)不對稱故障以外，還包括暫態(tài)的不對稱故障，會引起更嚴重的不平衡電網(wǎng)電壓，造成變流器的過電流或直流母線電壓過高，對變流器的安全造成極大的威脅。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種電網(wǎng)電壓不對稱驟升下雙饋風(fēng)力發(fā)電機控制結(jié)構(gòu)。

為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種電網(wǎng)電壓不對稱驟升下雙饋風(fēng)力發(fā)電機控制結(jié)構(gòu)，用于在電網(wǎng)電壓不對稱驟升下雙饋風(fēng)力發(fā)電機的高電壓穿越控制，其特征在于：包括定子正負序電流坐標(biāo)變換單元、轉(zhuǎn)子正負序電流坐標(biāo)變換單元、轉(zhuǎn)子d、q軸正序電流PI控制單元、轉(zhuǎn)子d、q軸正序電壓反變換單元、轉(zhuǎn)子d、q軸負序電流PI控制單元、轉(zhuǎn)子d、q軸負序電壓反變換單元，定子d、q軸負序電流PI控制單元，電壓空間矢量調(diào)制單元；其中：

所述轉(zhuǎn)子正序電流坐標(biāo)變換單元用于根據(jù)轉(zhuǎn)差角度，將所述雙饋風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)子側(cè)三相交流電流i_ra、i_rb、i_rc從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d軸正序電流、q軸正序電流，其中為正序電網(wǎng)電壓角度，θ_r為轉(zhuǎn)子電角度；所述轉(zhuǎn)子負序電流坐標(biāo)變換單元用于根據(jù)轉(zhuǎn)差角度，將所述雙饋風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)子側(cè)三相交流電流i_ra、i_rb、i_rc從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d軸負序電流、q軸負序電流，其中為負序電網(wǎng)電壓角度，θ_r為轉(zhuǎn)子電角度；

所述定子正序電流坐標(biāo)變換單元用于根據(jù)正序電網(wǎng)電壓角度，將所述雙饋風(fēng)力發(fā)電機的定子側(cè)三相交流電流i_sa、i_sb、i_sc從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d軸正序電流、q軸正序電流；所述定子負序電流坐標(biāo)變換單元用于根據(jù)負序電網(wǎng)電壓角度將所述雙饋風(fēng)力發(fā)電機的定子側(cè)三相交流電流i_sa、i_sb、i_sc從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d軸負序電流、q軸負序電流；

所述轉(zhuǎn)子d、q軸正序電流PI控制單元接收所述轉(zhuǎn)子d軸正序電流、轉(zhuǎn)子q軸正序電流、轉(zhuǎn)子d軸正序電流指令、轉(zhuǎn)子q軸正序電流指令，經(jīng)過PI控制單元輸出和；

所述轉(zhuǎn)子d、q軸負序電流PI控制單元接收所述轉(zhuǎn)子d軸負序電流、轉(zhuǎn)子q軸負序電流、轉(zhuǎn)子d軸負序電流指令、轉(zhuǎn)子q軸負序電流指令，經(jīng)過PI控制單元輸出；

所述定子d、q軸負序電流PI控制單元接收所述定子d軸負序電流、定子q軸負序電流、經(jīng)過PI控制單元輸出；

所述轉(zhuǎn)子d、q軸正序電壓反變換單元用于接收所述轉(zhuǎn)子側(cè)正序d軸電壓分量、轉(zhuǎn)子側(cè)正序q軸電壓分量，從兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相靜止坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)子側(cè)正序α軸電壓分量、轉(zhuǎn)子側(cè)正序β軸電壓分量；

所述轉(zhuǎn)子d、q軸負序電壓反變換單元用于接收所述轉(zhuǎn)子側(cè)負序d軸電壓分量、轉(zhuǎn)子側(cè)負序q軸電壓分量，從兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相靜止坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)子側(cè)負序α軸電壓分量、轉(zhuǎn)子側(cè)負序β軸電壓分量；

所述電壓空間矢量調(diào)制單元用于對所述轉(zhuǎn)子側(cè)正序α軸電壓分量和轉(zhuǎn)子側(cè)負序α軸電壓分量相加之和得到轉(zhuǎn)子側(cè)α軸電壓分量，所述轉(zhuǎn)子側(cè)正序β軸電壓分量和轉(zhuǎn)子側(cè)負序β軸電壓分量相加之和得到轉(zhuǎn)子側(cè)β軸電壓分量，進行電壓空間矢量調(diào)制并由此控制轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的逆變器功率模塊。

所述的一種電網(wǎng)電壓不對稱驟升下雙饋風(fēng)力發(fā)電機控制結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子d、q軸負序電流PI控制單元的轉(zhuǎn)子d軸負序電流、轉(zhuǎn)子q軸負序電流分別乘以有源阻尼系數(shù)R1，分別疊加在轉(zhuǎn)子負序電流內(nèi)環(huán)PI控制器的輸出；

所述定子d、q軸負序電流PI控制單元的定子d軸負序電流、定子q軸負序電流分別乘以有源阻尼系數(shù)R2，分別疊加在定子負序電流外環(huán)PI控制器的輸出。