[發(fā)明專利]一種采用PGSC和SGSC的DFIG的Lyapunov協(xié)調(diào)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810664090.2
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108923443B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程啟明;程尹曼;陳路;孫偉莎;李濤
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/01;H02J3/38
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發(fā)明涉及一種采用PGSC和SGSC的DFIG的Lyapunov協(xié)調(diào)控制方法，該方法在DFIG定子側(cè)增加一個串聯(lián)變壓器和一個SGSC，串聯(lián)變壓器次級串聯(lián)在DFIG定子與電網(wǎng)之間，SGSC輸入端接PGSC輸入端，SGSC輸出端通過電感L接串聯(lián)變壓器初級，SGSC采用基于Lyapunov控制，能夠利用SGSC產(chǎn)生的諧波來抵消PGSC的二倍頻諧波，定子電壓易于控制，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)總輸出功率二倍頻波動的抑制，在減小不平衡電網(wǎng)電壓對RSC系統(tǒng)的影響，提高RSC系統(tǒng)不平衡電網(wǎng)電壓的穿越運行能力的同時來實現(xiàn)系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有響應(yīng)速度快、魯棒性強、控制參數(shù)少等優(yōu)點。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分布式發(fā)電控制技術(shù)，尤其是涉及一種采用PGSC和SGSC的DFIG的Lyapunov協(xié)調(diào)控制方法。

背景技術(shù)

隨著風(fēng)電機組對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的增加，保證在電網(wǎng)電壓出現(xiàn)不平衡時風(fēng)電機組不脫網(wǎng)運行顯得尤為重要。在眾多的風(fēng)力發(fā)電機中雙饋異步發(fā)電機(Doubly FedInduction Generator，DFIG)以其相對低廉的成本而得到廣泛應(yīng)用。DFIG的轉(zhuǎn)子采用兩個PWM變換器，即轉(zhuǎn)子側(cè)變換器(Rotor-Side Converter，RSC)和網(wǎng)側(cè)變換器(Grid-SideConverter，GSC)。由于兩個變換器通過中間的直流母線和大電容相連接，因此，可以通過網(wǎng)側(cè)變換器實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)獨立的解耦控制，得到其控制目標(biāo)，改善控制質(zhì)量?，F(xiàn)有的雙饋異步電機因定子電壓較難控制導(dǎo)致響應(yīng)速度較慢，且魯棒性不強。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種采用PGSC和SGSC的DFIG的Lyapunov協(xié)調(diào)控制方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種采用PGSC和SGSC的DFIG的Lyapunov協(xié)調(diào)控制方法，用于在電網(wǎng)電壓不平衡情況下對DFIG的機側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器進行協(xié)調(diào)控制，該方法在DFIG的轉(zhuǎn)子采用RSC和與之并聯(lián)的并聯(lián)網(wǎng)側(cè)變換器(parallel GSC，PGSC)，兩個變換器通過中間的直流母線和大電容相連接，在DFIG的定子側(cè)增加一個串聯(lián)變壓器和一個串聯(lián)網(wǎng)側(cè)變換器(series GSC，SGSC)，串聯(lián)變壓器次級串聯(lián)在DFIG定子與電網(wǎng)之間，SGSC的輸入端與PGSC的輸入端連接，SGSC的輸出端通過電感L接串聯(lián)變壓器初級，該方法對DFIG的機側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器進行協(xié)調(diào)控制的具體步驟包括：

S1：對SGSC采用基于Lyapunov的協(xié)調(diào)控制，建立正、負(fù)序模型，并計算SGSC的控制目標(biāo)及不同控制目標(biāo)下的網(wǎng)側(cè)電流參考值。

SGSC的控制目標(biāo)為：

DFIG定子側(cè)電壓的正序分量u_s+與電網(wǎng)電壓正序分量u_g+始終一致，控制定子側(cè)電壓負(fù)序分量u_s-使其為零，即：

電壓不平衡下電網(wǎng)輸至PGSC的瞬時功率S，整理成矩陣形式為：

式中，上標(biāo)p、n分別代表正、負(fù)序分量，下標(biāo)d、q代表dq軸分量，+、-分別代表坐標(biāo)軸的正、反轉(zhuǎn)方向，分別為正序分量在正轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸和q軸上的網(wǎng)側(cè)電壓分量，分別為負(fù)序分量在負(fù)轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸和q軸上的網(wǎng)側(cè)電壓分量，分別為正序分量在正轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸和q軸上的網(wǎng)側(cè)電流分量，分別為負(fù)序分量在正轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸和q軸上的網(wǎng)側(cè)電流分量，下標(biāo)g_av、g_sin2、g_cos2分別表示PGSC功率的直流分量、二倍頻正弦分量、二倍頻余弦分量，P、Q分別為有功功率、無功功率。

SGSC的控制目標(biāo)包括：

目標(biāo)一：網(wǎng)側(cè)輸入的電流不含負(fù)序分量，即：