[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

本發明涉及一種雙饋風電機組并網系統鎖相環參數自適應控制方法，屬于風電技術領域。該方法包括：S1根據雙饋風電并網系統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；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；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。該方法可有效提高雙饋風電機組對于電網阻抗的適應性，為提高雙饋風電機組在弱電網下的運行穩定性提供技術支撐。

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，涉及一種雙饋風電機組并網系統鎖相環參數自適應控制方法。

背景技術

隨著風電滲透率的不斷增加，雙饋風電機組引發的并網穩定性問題不斷凸顯，尤其是我國大部分風電場處于電網末端，需經長線路遠距離輸送，電網阻抗大，呈現為弱電網特性，極易導致雙饋風電機組并網失穩。雙饋風電機組定子直接連接電網，通過鎖相環獲取電網相角實現并網運行，鎖相環對于雙饋風電機組并網穩定性至關重要。在弱電網條件下，電網阻抗變化會導致雙饋風電機組并網穩定性的變化，對于參數固定的鎖相環控制器來說，當電網阻抗變化時，無法保證系統的控制性能始終處于最佳狀態，而且不正確的鎖相環控制參數極易導致系統不穩定現象發生。

目前對于雙饋風電機組并網穩定性問題已有學者開展了一些研究，針對在弱電網下雙饋風電機組的并網穩定性問題，可從現有控制參數改進設計和控制方法方面進行改善，但是采用控制參數改進設計并不能適應弱電網下電網阻抗的動態變化，需要研究一種適應電網阻抗變化的控制策略。因此，為了適應弱電網下電網阻抗的變化，提高雙饋風電機組的并網穩定性，急需發展一種適應電網阻抗變化的雙饋風電機組并網系統的控制方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種雙饋風電機組并網系統鎖相環參數自適應控制方法,該方法基于雙饋風電機組主電路參數和鎖相環電網電壓定向的矢量控制技術，利用雙饋風電機組并網阻抗穩定性判據，計算得到不同電網阻抗下鎖相環的臨界穩定帶寬，進而得到弱電網下雙饋風電機組的鎖相環控制參數自適應規律。該方法基于雙諧波電流注入的電網阻抗在線測量技術實時監測電網阻抗值，利用得到的鎖相環參數自適應規律實現弱電網下雙饋風電機組的鎖相環參數自適應控制。該方法能有效提高雙饋風電機組對于電網阻抗的適應性，為提高雙饋風電機組在弱電網下的并網穩定性提供技術支持。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種雙饋風電機組并網系統鎖相環參數自適應控制方法，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；

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；

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。

進一步，在步驟S1中，所述雙饋風電機組序阻抗計算方程為：