[發明專利]一種雙饋風電機組并網系統鎖相環參數自適應控制方法

有效

• 申請號: 201910274029.1
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109861294B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 李輝;王坤;胡玉;夏桂森;謝翔杰;何蓓;袁彬;戴太陽;劉曉宇;全瑞坤
• 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: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種雙饋風電機組并網系統鎖相環參數自適應控制方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：根據雙饋風電并網系統的主電路參數和變流器控制參數計算雙饋風電機組序阻抗模型，包括雙饋風電機組序阻抗計算、雙饋風電機組穩態工作點計算、鎖相環傳遞函數的計算；

所述雙饋風電機組序阻抗計算方程為：

上式中，Z_dfig(s)表示雙饋風電機組的序阻抗，R_s，R_r為雙饋發電機定、轉子電阻，L_s，L_r，L_m分別為定、轉子等效自感和互感，s表示拉普拉斯算子，I_r1為轉子電流參考值，M_r1為轉子電壓參考值，V_dc為直流母線電壓，f₁為基波頻率，T_PLL為鎖相環傳遞函數，j為虛數單位；其中K_rdq為雙饋風電機組電流環控制補償項，H_ri為電流環控制傳遞函數，ρ_p(s)為正序頻率折算項，其表達式如下：

K_rdq＝(ω₁-ω_r)σL_r

s＝j2πf_p

s＝j2πf_p

其中σ為雙饋感應電機的漏磁系數，ω₁為同步角速度，ω_r為轉子角速度，f_r為轉子頻率，f_p為擾動頻率，K_pi、K_ii為轉子變流器電流環PI控制參數，ρ_n(s)為負序頻率折算項；

所述雙饋風電機組穩態工作點計算方程為：

U_rq＝R_rI_rq+σL_r(ω₁-ω_r)I_rd

I_r1＝I_rd+jI_rq

M_r1＝(U_rd+jU_rq)/(V_dc/2)

式中I_rd、I_rq和U_rd、U_rq為雙饋風電機組并網系統穩態運行時的轉子電流和電壓值，P_s、Q_s為雙饋風電機組定子輸出有功、無功功率，V_s為定子電壓幅值；

所述鎖相環傳遞函數的計算方程為：

式中H_PLL表示為鎖相環的環路增益，K_pp11、K_ip11為轉子變流器鎖相環控制參數；

S2：利用雙饋風電機組并網阻抗穩定判據，計算不同電網阻抗下鎖相環臨界穩定帶寬，得到雙饋風電機組并網系統并網穩定運行區域；

臨界穩定帶寬計算方程為：

|Z_g(j2πf_int)|＝|Z_dfig(j2πf_int)|

PM＝180°-arg[Z_g(j2πf_int)-Z_dfig(j2πf_int)]

式中Z_g為電網序阻抗，f_int為雙饋風電機組阻抗和電網阻抗幅值交點，PM為雙饋風電并網系統的穩定裕度；

S3：基于電網阻抗測量技術，獲取電網阻抗值，根據穩定運行區域，計算鎖相環穩定運行帶寬；

S4：根據鎖相環穩定運行帶寬計算鎖相環PI控制參數，實現弱電網下雙饋風電機組并網系統鎖相環參數自適應控制；

鎖相環PI控制參數計算方程為：

式中，ω_n為鎖相環系統的自然振蕩頻率，ξ為鎖相環系統的阻尼比，取值為0.707，f_BW為鎖相環并網穩定帶寬。

2.根據權利要求1所述的一種雙饋風電機組并網系統鎖相環參數自適應控制方法，其特征在于：在步驟S3中，電網阻抗測量計算方程為：

式中，L_g、R_g分比為電網電感和電阻的測量值，ω_m1、ω_m2分別為兩個注入小信號的角頻率，Z_m1、Z_m2分別為對應頻率下的阻抗測量值。