[發明專利]一種基于機端電壓相角跳變的自適應控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202010003196.5
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111146805A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 田新首;遲永寧;李琰
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網山東省電力公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J1/10;H02P9/10;H02P101/15
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種基于機端電壓相角跳變的自適應控制方法及裝置，包括：根據風電機組端的機端電壓選擇雙饋風電機組的控制模式，根據所述雙饋風電機組的控制模式確定鎖相環輸出的機端電壓相位跳變參考值，調節雙饋風電機組對應的鎖相環控制系統輸出的機端電壓相位跳變值為所述機端電壓相位跳變參考值。本發明提供的技術方案通過風電機組端的機端電壓選擇雙饋風電機組的控制模式，調節雙饋風電機組的相位跳變值，有效減小故障發生時刻和故障清除后的電壓相角跳變量，提高了風電并網系統的故障穿越能力。

技術領域

本發明涉及新能源發電技術中的控制技術領域，具體涉及一種基于機端電壓相角跳變的自適應控制方法及裝置。

背景技術

隨著新能源大規模并網，風電機組脫網事故給電網的安全穩定運行構成極大威脅，事后分析認為風電大規模脫網事故發生的主要原因既有電網電壓幅值突降又有電壓相位快變的原因，而大規模風電接入直流輸電系統時，由于缺乏同步機拖動并網系統呈現弱阻尼狀態，電壓相位表現快變特性，此類問題已引起專家學者的充分關注。

目前發現由于電網電壓幅值突降和電壓相位快變，造成風機暫態過程過電壓、過電流的變化，惡化了機組暫態應力，加速風電機組內部絕緣或者電力電子功率元件的損壞速度；同時電壓空間矢量定向的dq軸解耦控制條件被破壞增加風電機組dq軸控制環路耦合性，轉子側變流器與電網側變流器控制環路之間通過電網電壓動態交互耦合使得傳統風機故障穿越控制策略面臨適應性問題，甚至影響機組故障穿越能力。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種基于機端電壓相角跳變的自適應控制方法及裝置，通過風電機組端的機端電壓改變雙饋風電機組的相位跳變值，減小故障發生時刻和故障清除后的電壓相角跳變量，提高了風電并網系統的故障穿越能力。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供了一種基于機端電壓相角跳變的自適應控制方法，其改進之處在于，所述方法包括：

根據風電機組端的機端電壓確定鎖相環輸出的機端電壓相位跳變參考值；

調節雙饋風電機組對應的鎖相環控制系統輸出的機端電壓相位跳變值為所述機端電壓相位跳變參考值。

優選的，所述根據風電機組端的機端電壓確定鎖相環輸出的機端電壓相位跳變參考值，包括：

若當前時刻所述機端電壓小于預設的電壓門檻值，則鎖相環輸出的機端電壓相位跳變參考值等于故障發生前風電機組的機端電壓相位值；

若當前時刻所述機端電壓大于或等于預設的電壓門檻值，則根據上一時刻的風電機組的機端電壓確定鎖相環輸出的機端電壓相位跳變參考值。

進一步的，所述預設的電壓門檻值，包括：0.9pu。

進一步的，所述根據上一時刻的風電機組的機端電壓確定鎖相環輸出的機端電壓相位跳變參考值，包括：

若上一時刻的風電機組的機端電壓小于預設的電壓門檻值，則鎖相環輸出的機端電壓相位跳變參考值等于故障發生前風電機組的機端電壓相位值；

若上一時刻的風電機組的機端電壓大于等于預設的電壓門檻值，則計算鎖相環的控制參數，并將鎖相環的控制參數輸入鎖相環中獲取鎖相環輸出的機端電壓相位跳變參考值。

進一步的，按下式確定鎖相環的控制參數：

其中，a為相位偏差參與因子，Δθ為相位的變化值，ζ為鎖相環的阻尼比，ω_cN為參考自然頻率，K_i為積分系數，K_p為比例系數，ω_c為自然頻率。

本發明提供了一種基于機端電壓相角跳變的自適應控制裝置，其改進之處在于，所述裝置包括：