[發明專利]一種風電雙饋變流器高電壓穿越控制方法

有效

• 申請號: 202010186846.4
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111509767B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 馬強;武鑫;呂佃順;王立鵬;王朝;孫明麗;馮莉;許洪華;趙棟利
• 申請（專利權）人: 科諾偉業風能設備（北京）有限公司;江蘇國科智能電氣有限公司;北京科諾偉業科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/48;H02J3/50
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種風電雙饋變流器高電壓穿越控制方法，其特征在于：所述的控制方法通過以下五個控制策略共同作用實現：

策略一、改變網側直流母線電壓給定值；

策略二、采用網側有功電流優先控制；

策略三、動態調整網側卸荷投切滯環閾值；所述策略三的動態調整網側卸荷投切滯環閾值的方法為：在電網電壓升高和恢復的暫態過程，采用投切卸荷抑制直流母線過壓；

卸荷投入條件為：直流母線電壓大于投入閾值U_dccutin并且直流母線電壓大于直流母線電壓給定值U_dcset和設定余量△U_dcMax的和；

卸荷切出條件為：直流母線電壓小于切出閾值U_dccutout或直流母線電壓小于直流母線電壓給定值U_dcset和設定余量△U_dcMax的和；

策略四、改進網側鎖相環控制；

策略五、優先控制機側無功電流。

2.根據權利要求1所述的風電雙饋變流器高電壓穿越控制方法，其特征在于：當電網電壓升高時，電流穩定控制的最大威脅是過調制，所述策略一，根據電網電壓的升高幅度改變網側直流母線電壓給定值U_dcset，

U_dcset＝U_dcbase+U_dck×(U_T-U_dcb)，U_dcMinU_dcsetU_dcMax

式中，U_T為電網正序電壓標幺值，U_dcbase為電網電壓正常時直流母線電壓給定值，U_dck為直流母線電壓調整系數，U_dcb為直流母線電壓調整偏置，U_dcMin為安全運行所允許的直流母線電壓最小值，U_dcMax為安全運行所允許的直流母線電壓最大值。

3.根據權利要求1所述的風電雙饋變流器高電壓穿越控制方法，其特征在于：所述策略二的網側有功電流優先控制的方法為：為穩定直流母線電壓，網側變流器優先滿足有功電流的需求，然后通過平方差求取最大無功電流給定值，并以此值作為無功電流給定值的限幅值。

4.根據權利要求3所述的風電雙饋變流器高電壓穿越控制方法，其特征在于：所述的最大無功電流給定值I_ndMax由下式求得，

式中，I_nn為網側變流器額定電流，I_nq為網側有功電流。

5.根據權利要求1所述的風電雙饋變流器高電壓穿越控制方法，其特征在于：所述策略四的改進網側鎖相環控制算法是在鎖相環中引入解耦網絡，避免了對稱分量法正負序分離中使用的移相90°產生的響應滯后；使用LPF濾波，濾除正負序DQ軸電壓中的諧波成分；對鎖相環前端PI輸入做標幺處理，使得角速度輸出在不同的電網電壓幅值情況下，具有近似的響應速度。

6.根據權利要求5所述的風電雙饋變流器高電壓穿越控制方法，其特征在于：所述的改進網側鎖相環控制算法如下：

(1)電網電壓v_abc經過變換到αβ坐標系下的電壓，記為v_αβ；

(2)獲取電網角度θ后電壓經過解耦單元變換得到正序電壓參考，記為

(3)控制器的電壓參考與LPF濾波后負序坐標系電壓的解耦變換值做差，得到誤差信號經過標幺化處理得到進入PI調節器；

(4)PI調節器輸出得到電網角頻率ω，進而計算出電網角度θ；

(5)電流控制器獲取到電流信號之后，通過鎖相環輸出的電網角度θ，進行正負序分離，再將分離后的序分量輸入到PI調節器，正序電流控制器輸出正序電壓，負序電流控制器輸出負序電壓同時進入SVPWM調試算法，驅動功率單元IGBT動作。

7.根據權利要求1所述的風電雙饋變流器高電壓穿越控制方法，其特征在于：所述策略五的優先控制機側無功電流的方法為：機側變流器以無功優先模式運行，產生感性無功，抑制電網電壓升高；剩余容量維持足夠的轉矩輸出，抑制發電機超速；

最大有功電流給定值I_qMax由下式求得，

式中，I_s為變流器最大電流，I_d為無功電流，U_T為電網正序電壓標幺值，I_N為風電機組額定電流。