[發明專利]一種含儲能裝置的雙饋感應發電機控制方法

在審

• 申請號: 201810718254.5
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108988380A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 王文輝;孫曉敏;江寧強;張杰;全亞明;張凌雪;胡繼磊
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02P9/10;H02P101/15;H02P103/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明提出了一種含儲能裝置的雙饋感應發電機控制方法，其配備的儲能裝置主要用于維持電網故障暫態直流母線電壓的穩定。具體方法：儲能裝置與直流母線相連，轉子側換流器采用恒電壓，網側換流器與儲能裝置控制策略配合，維持直流母線電壓的恒定。當并網點發生故障，檢測到并網點電壓的跌落，然后立即投入儲能裝置用于穩定故障過程中直流母線的電壓。同時，由于網側換流器不再控制直流母線電壓，根據轉子側有功功率，計算出網側電流指令，用于轉子側的有功功率向電網的傳輸。同時轉子變流器剩余容量能夠用來向電網輸出無功，支撐并網點電壓。本發明具有改善機端電壓動態性能，提高直流母線電壓穩定性，減小儲能裝置容量等優點。

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，特別是含儲能裝置的雙饋感應發電機控制方法。

背景技術

雙饋感應發電機(DFIG)由風力機經過齒輪箱帶動雙饋風力發電機，雙饋風力發電機定子直接與電網相連直接向電網輸送功率，轉子通過“背靠背”的雙PWM變流器實現頻率變換，使轉子電流頻率與轉子轉速滿足定子頻率與電網頻率一致，根據轉差率的不同，向電網輸送或吸收功率。

雙饋感應發電機由于其轉速范圍調節大，轉子輸送功率僅為轉差功率，換流器容量小等優點，在風力發電行業占有重要地位。

在電網故障與恢復過程中，定子暫態過程對保持直流母線電壓穩定具有較大擾動。以往采用的控制策略不能很好的穩定直流母線電壓，同時未能充分利用網側換流器和發電機對電網提供無功功率，進行電壓支撐。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含儲能裝置的雙饋感應發電機控制方法，用以解決電網故障導致雙饋風力發電機組直流母線電壓波動幅度大，進而導致的脫網問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種含儲能裝置的雙饋感應發電機控制方法，包括：

轉子側換流器控制策略采用有功-端電壓控制；

轉子側換流器參考電流采用限流控制策略，在保證端電壓穩定的情況下，輸出有功功率；

網側換流器控制策略與儲能裝置控制策略相互配合，具體為：

正常運行時，網側換流器采用直流母線電壓-端電壓控制，儲能裝置自行充電控制；

發生故障時，網側換流器采用有功-端電壓控制，儲能裝置采用直流母線電壓控制；

網側換流器參考電流采用限流控制策略，在保證直流母線電壓穩定或者有功輸出足夠的情況下，輸送所需無功功率來支撐發電機端電壓。

優選地，采用定子電壓定向。

優選地，轉子側換流器控制中限流控制環節，端電壓環節產生的無功電流參考值優先級高于有功控制環節產生的電流參考值即：

i_{r_max}為電流限值，為無功電流值。

優選地，網側換流器控制策略與儲能裝置控制策略相互配合，在正常運行時，直流母線電壓由網側換流器控制，儲能裝置能夠自行充電，充電電流i_esd，當檢測到發電機端電壓的下降沿，網側換流器由直流母線電壓控制切換到有功功率控制，計算有功功率電流參考值，具體為P_r為轉子側有功功率，v_sd為定子側d軸電壓，無功電流持續時間t_s，無功電流持續時間t_s取值為低電壓穿越要求時間的一半。

優選地，網側換流器控制策略中限流控制有功功率參考電流優先級高于端電壓控制參考電流即：

同時儲能裝置電流參考值由充電電流參考值i_esd切換至直流母線電壓控制電流參考值，持續時間為t_s。