[發(fā)明專利]一種雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組連續(xù)故障穿越控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010096536.3
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111313484B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚駿;張?zhí)?/a>;黃森;趙陽;劉凱;劉遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/38;H02P21/28;H02P21/22;H02P9/12
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

本發(fā)明公開了一種雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組連續(xù)故障穿越控制方法，通過定子三相電壓電流信號計(jì)算定子磁鏈，計(jì)算定子磁鏈分量ψ_{st_αβ}，進(jìn)而得其幅值，從而得k_de；通過ψ_{st_αβ}變換得ψ_{st_d}、ψ_{st_q}，結(jié)合k_de可得轉(zhuǎn)子滅磁電流指令值；計(jì)算機(jī)端電壓連續(xù)變化時(shí)的轉(zhuǎn)子無功電流指令值：計(jì)算轉(zhuǎn)子電流指令值：將轉(zhuǎn)子電流指令值輸入轉(zhuǎn)子側(cè)變換器電流內(nèi)環(huán)控制環(huán)節(jié)，得到轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的控制電壓：將控制電壓進(jìn)行空間矢量調(diào)制，獲得機(jī)側(cè)變換器PWM驅(qū)動(dòng)信號，實(shí)現(xiàn)機(jī)端電壓連續(xù)變化條件下雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的故障穿越控制。本方法可以增強(qiáng)機(jī)端電壓連續(xù)變化條件下雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的故障穿越能力，實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組的連續(xù)故障穿越。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組連續(xù)故障穿越控制方法，以期增強(qiáng)機(jī)端電壓連續(xù)變化條件下雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的故障穿越能力，實(shí)現(xiàn)雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的連續(xù)故障穿越并在故障穿越過程中輸出無功電流支撐電網(wǎng)電壓，屬于新能源發(fā)電領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國風(fēng)能資源多分布在東北、西北和華北北部地區(qū)，這些地區(qū)的風(fēng)電就地消納能力十分有限，因此多采用高壓直流輸電系統(tǒng)遠(yuǎn)距離大容量輸送電力，以解決風(fēng)能資源與負(fù)荷需求區(qū)域逆向性分布的矛盾。高壓直流輸電系統(tǒng)雖在遠(yuǎn)距離大容量輸電方面有明顯的優(yōu)勢，但也引入了一些新的問題。換相失敗故障是高壓直流輸電系統(tǒng)的常見故障形式。當(dāng)高壓直流輸電系統(tǒng)發(fā)生換相失敗時(shí)，送端交流電網(wǎng)電壓呈現(xiàn)先低后高且連續(xù)變化的特性。由于雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組定子繞組與電網(wǎng)直接相連，導(dǎo)致其對機(jī)端電壓變化異常敏感。高壓直流輸電系統(tǒng)的換相失敗故障可能導(dǎo)致并網(wǎng)雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)，這嚴(yán)重降低了送端電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。因此，需研究雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的連續(xù)故障穿越控制方法，增強(qiáng)雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓連續(xù)變化條件下的故障穿越能力，實(shí)現(xiàn)換相失敗故障穿越。目前，針對雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的故障穿越控制，國內(nèi)外學(xué)者已開展了相關(guān)研究，如已公開的下列文獻(xiàn)：

(1)Donghai Zhu，Xudong Zou，Lu Deng，Qingjun Huang，Shiying Zhou，YongKang，“Inductance-Emulating Control for DFIG-Based Wind Turbine to Ride-Through Grid Faults，”IEEE Transactions on Power Electronics.，vol.32，no.11，pp.8514-8525，Nov.2017.

(2)Dao Zhou and Frede Blaabjerg，“Optimized Demagnetizing ControlofDFIG Power Converter for Reduced Thermal Stress During Symmetrical GridFault，”IEEE Transactions on Power Electronics.，vol.33，no.12，pp.10326-10340，Dec.2018.

文獻(xiàn)(1)提出了虛擬電感控制策略，但所提控制策略在高電壓故障穿越時(shí)的過電流抑制能力較差；文獻(xiàn)(2)將電網(wǎng)電壓故障期間的定子暫態(tài)直流磁鏈引入轉(zhuǎn)子電流參考值，以實(shí)現(xiàn)雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的故障穿越控制。但當(dāng)雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓連續(xù)變化時(shí)，暫態(tài)直流磁鏈難以準(zhǔn)確快速的測量，這嚴(yán)重降低了機(jī)端電壓連續(xù)變化條件下雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的故障穿越能力。另外，上述控制策略均未考慮故障穿越過程中雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的快速無功支撐能力。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提出一種機(jī)端電壓連續(xù)變化條件下的雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組故障穿越控制方法，該方法可以增強(qiáng)機(jī)端電壓連續(xù)變化條件下雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的故障穿越能力，實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組的連續(xù)故障穿越，同時(shí)可在故障穿越過程中輸出無功電流以支撐電網(wǎng)電壓。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組連續(xù)故障穿越控制方法，本方法涉及機(jī)端電壓連續(xù)變化條件下雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的故障穿越控制；具體步驟如下，