[發明專利]一種DFIG-DC系統的定子頻率控制方法

有效

• 申請號: 201711248828.9
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108039843B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 年珩;吳超
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30;H02J1/12;H02P21/14;H02P101/15
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

本發明公開了一種DFIG?DC系統的定子頻率控制方法，該控制方法是在DFIG數學模型的基礎上，通過控制定子磁鏈q軸分量為零實現定子磁鏈定向；而對于求解定子頻率，避免采用磁鏈角度微分的方法，磁鏈角度微分得到的定子頻率具有很高的參數依賴性。本發明中基于定子磁鏈鎖相環的定子頻率估測方法通過定子磁鏈q軸分量積分得到定子頻率，避免了基于電機參數的計算，增加了系統的魯棒性和降低系統對參數的敏感性。

技術領域

本發明屬于新能源發電技術領域，具體涉及一種DFIG-DC系統的定子頻率控制方法。

背景技術

目前，直流電網的使用越來越廣泛，不管是直流輸電還是直流微網，都展現了相對于交流電網的優勢，比如并網簡單，沒有無功損耗，穩定性高等優點。但是，直流電網的使用給傳統的交流電機的并網也帶來了一定的問題。新能源的直流并網也取得了快速的發展，而基于雙饋電機的風力發電在新能源中占有很高的比例，因此研究雙饋電機直流并網具有重要的意義。

雙饋電機通過定子側不控整流到直流這種拓撲結構只需要一個轉子側逆變器，控制簡單，成本低，這種拓撲結構具有很好的研究價值。假定認為直流電網是穩定的，母線電壓不需要雙饋電機控制，雙饋電機運行在功率源這種狀況下。所以此時的首要控制目標是雙饋電機向直流電網側輸送穩定的功率，而一般在發電模式下可以認為轉速是恒定的，所以第一個控制目標是控制一個平穩的轉矩。

發明內容

針對DFIG-DC拓撲結構不同于傳統的DFIG(Double-Fed Induction Generator，雙饋異步風力發電機)交流并網結構，這種直流并網的拓撲結構定子側沒有交流電網，定子頻率需要額外的控制，故本發明提供了一種DFIG-DC系統的定子頻率控制方法，既可以實現定子磁鏈定向的矢量控制，也可以估測出定子頻率進行控制，具有很好的動態性能和穩態性能。

一種DFIG-DC系統的定子頻率控制方法，包括如下步驟：

(1)采集DFIG的三相定子電流I_sabc和三相轉子電流I_rabc，同時利用碼盤檢測出DFIG的轉速ω_r和轉子位置角θ_r；

(2)利用上一時刻的定子磁鏈角對三相定子電流I_sabc進行坐標變換，得到同步旋轉坐標系下定子電流的d軸分量I_sd和q軸分量I_sq；

(3)使上一時刻的定子磁鏈角減去轉子位置角θ_r得到轉差角θ_slip，進而利用轉差角θ_slip對三相轉子電流I_rabc進行坐標變換，得到同步旋轉坐標系下轉子電流的d軸分量I_rd和q軸分量I_rq；

(4)根據定子電流的q軸分量I_sq以及轉子電流的q軸分量I_rq計算出定子磁鏈的q軸分量ψ_sq，進而對該q軸分量ψ_sq進行PI(比例-積分)控制得到定子頻率ω_s，并對所述定子頻率ω_s進行積分得到當前時刻的定子磁鏈角θ_s；

(5)將定子頻率參考值ω_ref設定為定子的額定頻率，進而使定子頻率誤差通過PI控制得到轉子電流d軸參考值I_rdref；

(6)根據轉子電流的d軸分量I_rd和q軸分量I_rq以及轉子電流d軸參考值I_rdref，使轉子電流dq軸誤差分別通過PI控制得到轉子電壓的d軸平均分量U_{d_PI}和q軸平均分量U_{q_PI}；