[發明專利]一種諧波電網電壓下混合風電場多目標協調控制方法在審
| 申請號： | 201910064296.6 | 申請日： | 2019-01-23 |
| 公開（公告）號： | CN109742798A | 公開（公告）日： | 2019-05-10 |
| 發明（設計）人： | 姚駿;劉遠;孫鵬;劉瑞闊;趙陽 | 申請（專利權）人： | 重慶大學 |
| 主分類號： | H02J3/38 | 分類號： | H02J3/38 |
| 代理公司： | 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212 | 代理人： | 李海華 |
| 地址： | 400044 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 風電場 永磁直驅風電系統 控制目標 總諧波畸變率 并網點電壓 有功 電網電壓 無功功率 協調控制 永磁直驅 次諧波 多目標 總輸出 倍頻 諧波 諧波畸變率 總輸出電流 風力系統 輔助環節 脈動分量 實時檢測 輸出電能 穩定運行 并網點 并網 脈動 雙饋 輸出 | ||
1.一種諧波電網電壓下混合風電場多目標協調控制方法，本混合風電場為含永磁直驅風電場和雙饋風電場的混合風電場，其特征在于，包括如下步驟：
S1、在無通信線互聯情況下實時檢測混合風電場并網點電壓總諧波畸變率和永磁直驅風電系統有功出力，當混合風電場并網點電壓總諧波畸變率THD>5％時，執行步驟S2，否則，執行步驟S3；
S2、對永磁直驅風電系統的網側變換器和機側變換器進行控制，以抑制混合風電場并網點電壓總諧波畸變，結束；
S3、當永磁直驅風電系統有功出力Ptotal-P≤0.8p.u.時，執行步驟S4，否則，執行步驟S5；
S4、對永磁直驅風電系統的網側變換器和機側變換器進行控制，以抑制永磁直驅風電系統總輸出電流5、7次諧波分量，結束；
S5、對永磁直驅風電系統的網側變換器和機側變換器進行控制，以抑制永磁風電系統總輸出有功、無功功率的6倍頻脈動分量，結束。
2.如權利要求1所述的諧波電網電壓下混合風電場多目標協調控制方法，其特征在于，S2包括如下步驟：
S201、獲取網側變換器輸出平均有功功率指令值及其反饋量Psav-P，無功功率指令值及其Qsav-P，利用網側變換器正序電流參考值計算模塊計算網側正序電流參考值及計算公式如下所示：
式中，Kp1和τi1分別為網側變換器正序電流參考值計算模塊PI控制器的比例系數和積分時間常數；
S202、獲取網側變換器交流側5次諧波電壓dq軸分量Ugd5n-P及Ugq5n-P，獲取網側變換器交流側7次諧波電壓dq軸分量Ugd7p-P及Ugq7p-P，利用網側諧波電流參考值計算模塊計算5次諧波電流參考值及利用網側諧波電流參考值計算模塊計算7次諧波電流參考值及計算公式如下所示：
式中，Kp5和τi5分別為抑制并網點電壓諧波畸變率時網側諧波電流參考值計算模塊PI控制器計算5次諧波電流參考值及時的比例系數和積分時間常數，Kp7和τi7分別為抑制并網點電壓諧波畸變率時網側諧波電流參考值計算模塊PI控制器計算7次諧波電流參考值及時的比例系數和積分時間常數；
S203、將正序電流參考值及其反饋量igdp-P、igqp-P，5次諧波電流參考值及其反饋量igd5n-P、igq5n-P，7次諧波電流參考值及其反饋量igd7p-P、igq7p-P，網側變換器交流側電壓正序基波dq分量Ugdp-P及Ugqp-P送至網側變換器正序以及5、7次諧波電流內環計算模塊，得到同步旋轉坐標系下的控制電壓dq軸分量ugdp-P、ugqp-P，5倍反向同步旋轉坐標系下的控制電壓dq軸分量ugd5n-P、ugq5n-P，以及7倍正向同步旋轉坐標系下的控制電壓dq軸分量ugd7p-P、ugq7p-P，計算公式如下所示：
式中，Kp2和τi2分別為計算正向同步旋轉坐標系下的控制電壓dq軸分量ugdp-P、ugqp-P時網側變換器正序以及5、7次諧波電流內環計算模塊PI控制器的比例系數和積分時間常數，Kp3和τi3分別為計算5倍反向同步旋轉坐標系下的控制電壓dq軸分量ugd5n-P、ugq5n-P時網側變換器正序以及5、7次諧波電流內環計算模塊PI控制器的比例系數和積分時間常數，Kp4和τi4分別為計算7倍正向同步旋轉坐標系下的控制電壓dq軸分量ugd7p-P、ugq7p-P時網側變換器正序以及5、7次諧波電流內環計算模塊PI控制器的比例系數和積分時間常數；
S204、將ugdp-P、ugqp-P、ugd5n-P、ugq5n-P、ugd7p-P、ugq7p-P進行空間矢量調制得到網側變換器PWM驅動信號，基于網側變換器PWM驅動信號控制永磁直驅風電系統網側變換器；
S205、獲取直流側電壓指令值及其反饋值Udc-P，利用機側變換器電流參考值計算模塊計算機側變換器電流參考值及機側變換器運行在單位功率因數下，令則：
式中，Kp6和τi6分別為機側變換器電流參考值計算模塊PI控制器的比例系數和積分時間常數；
S206、獲取機側變換器電流參考值的反饋量isdp-P、isqp-P，利用機側變換器電流內環控制環節計算機側變換器控制電壓分量usd-P、usq-P，計算公式如下所示：
式中，Kp8和τi8分別為機側變換器電流內環控制環節PI控制器的比例系數和積分時間常數，ωm為轉子電角速度，ψf-P為轉子永磁體磁鏈；
S207、將usd-P、usq-P進行空間矢量調制得到機側變換器PWM驅動信號，基于機側變換器PWM驅動信號控制永磁直驅風電系統機側變換器，從而以抑制混合風電場并網點電壓總諧波畸變。
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