[發明專利]電網故障下阻抗源風電系統的動態功率調節與優化方法

有效

• 申請號: 201810181014.6
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108493987B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 張陽;程諄
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種電網電壓故障下阻抗源直驅永磁風力發電系統的動態功率調節與優化方法，步驟包括：采集并網點電壓u_abc，判斷u_abc是否小于并網點預設電壓u_abc^*；采集阻抗源網絡電容電壓U_C1，判斷U_C1是否大于阻抗源網絡電容閥值電壓U_C1N；若u_abcu_abc^*且U_C1U_C1N，阻抗源直驅永磁風力發電系統進入電磁轉矩自整定模態，根據電網電壓的跌落狀態得出阻抗源網絡電感電流給定值I_L^*；采集風力發電機轉速ω_g，判斷ω_g是否超過風力發電機的額定轉速ω_gN；若ω_gω_gN，調節槳距角，使阻抗源直驅永磁風力發電系統進入恒定轉速模態。本發明省去了Crowbar電路，簡化了系統結構，提高了系統的響應速度和穩定性。

技術領域

本發明屬于風力發電并網控制領域，具體涉及一種電網故障下阻抗源風電系統的動態功率調節與優化方法。

背景技術

阻抗源(Z源、準Z源、半準Z源等)直驅永磁風力發電系統具有單級控制、允許逆變橋臂直通、無需插入死區時間等優勢，為進一步提高并網可靠性和降低系統成本提供了一種新思路。目前，阻抗源直驅永磁風力發電系統在電網電壓故障時，繼續沿用了三相不可控+Boost以及雙PWM拓撲的故障穿越方法，采用Crowbar電路來平衡機側和網側之間的能量，該方法極大增加了系統成本和控制難度，降低了系統的經濟性和可靠性。因此，有必要設計一種低成本、高性能的阻抗源直驅永磁風力發電系統電網電壓故障下的穿越方法。

發明內容

針對背景技術所述的缺陷或不足，本發明提供了一種電網故障下阻抗源風電系統的動態功率調節與優化方法，提高了系統的響應速度和可靠性、降低了系統成本。

一種電網電壓故障下阻抗源(Z源、準Z源、半準Z源等)直驅永磁風力發電系統的動態功率調節與優化方法，步驟包括：

(1.1)采集并網點電壓u_abc，判斷u_abc是否小于并網點預設電壓u_abc^*，若u_abcu_abc^*，則跳轉執行步驟(1.2)；

(1.2)采集阻抗源網絡電容電壓U_C1，判斷U_C1是否大于阻抗源網絡電容閾值電壓U_C1N，若U_C1U_C1N，則跳轉執行步驟(1.3)；

(1.3)開啟阻抗源直驅永磁風力發電系統的電磁轉矩自整定模態；

(1.4)采集風力發電機轉速ω_g，判斷ω_g是否超過風力發電機的額定轉速ω_gN，若ω_gω_gN，則跳轉執行步驟(1.5)；

(1.5)開啟阻抗源直驅永磁風力發電系統的恒轉速模態。

所述步驟(1.3)中阻抗源直驅永磁風力發電系統的電磁轉矩自整定模態具體包括：

(2.1)根據式(1)計算電網電壓故障下所需阻抗源網絡電感電流I_L^*；