[發明專利]一種基于STATCOM/BESS的風電機群協調自啟動控制方法

有效

• 申請號: 201610327744.3
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN105914794B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 蔣平;馮士睿
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于STATCOM/BESS的風電機群協調自啟動控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：處于離網條件下的DFIG自啟動開始時，針對DFIG自啟動時的模型特點，設計基于反饋線性控制算法的自啟動控制器；所述步驟S1中的反饋線性控制算法的設計步驟如下：

S1.1：建立DFIG的轉子側變流器的線性化差分模型，如式(3)所示：

式(3)中，為轉子d軸電流，為轉子q軸電流，L_m為dq軸坐標系中定、轉子同軸等效繞組間的互感，L_s為dq坐標系等效兩相定子繞組的自感，R_r、L_r為dq軸坐標系中轉子等效兩相繞組電阻和自感，為發電機漏磁系數，ω_slip＝ω₁-ω_r為轉差率，ω₁為定子磁場轉速，ω_r為轉子磁場轉速，ψ_sq為定子q軸磁鏈，ψ_sd為定子d軸磁鏈，u_rd為轉子d軸電壓，u_rq為轉子q軸電壓，u_rd1和u_rq1為計及定子勵磁電流的補償項，如式(4)所示：

式(4)中，R_s為dq軸坐標系中定子等效兩相繞組電阻，i_sd為定子d軸電流，i_sq為定子q軸電流，U_s為風機出口側電壓幅值；

令y₁＝h₁(x)＝x₁＝i_rd以及y₂＝h₂(x)＝x₂＝i_rq，可得：

式(5)中，A_r(x)＝f(x)，E_r(x)＝g(x)；

S1.2：根據式(5)設計轉子電壓控制器，如式(6)所示：

式(6)中，v_rd和v_rq為轉子電壓的跟蹤控制信號，由轉子電流控制器給出，如式(7)所示：

式(7)中，e₁＝y₁-y_1ref為轉子電流y₁與轉子電流參考值y_1ref之差，e₂＝y₂-y_2ref為轉子電流y₂與轉子電流參考值y_2ref之差，k_{rd_p}、k_{rd_i}為轉子電流控制器d軸比例、積分參數，k_{rq_p}、k_{rq_i}為轉子電流控制器q軸比例、積分參數；

S1.3：根據式(8)求得轉子側變流器的參考電壓和

S2：自啟動控制器檢測到風機孤島運行的電壓和頻率穩定后，并入STATCOM/BESS；

S3：配備有儲能系統的DFIG和STATCOM啟動之后，并入未配備有儲能系統的DFIG，協調模糊PID控制器啟動，模糊PID控制器利用模糊PID算法，持續監測新并入的未配備有儲能系統的DFIG電壓以及頻率穩定情況，通過模糊推理，不斷優化STATCOM與配備有儲能系統的DFIG的PID控制器參數，協調控制配備有儲能系統的DFIG與STATCOM的有功無功輸出。

2.根據權利要求1所述的基于STATCOM/BESS的風電機群協調自啟動控制方法，其特征在于：所述步驟S1中的自啟動過程分為自激啟動、帶載運行和頻率調整三個階段，自激啟動階段對轉子側變流器和網側變流器采用的控制策略為：將網側變流器的控制信號閉鎖，同時將網側變流器的并網開關brk_grid斷開，將儲能系統的開關brk_bat閉合，使儲能系統為直流電容充電，檢測直流電容電壓，若直流電容電壓達到電容電壓額定值，則啟動DFIG。