[發明專利]雙饋風機故障穿越的優化滅磁控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010435455.1
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111628684B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 丁磊;朱國防;高雪松;徐建建
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02P9/12
• 分類號: H02P9/12;H02J3/38;H02P21/22;H02P21/14;H02P101/15
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.雙饋風機故障穿越的優化滅磁控制方法，其特征包括：

建立雙饋風機DFIG簡化暫態分量數學模型；

基于上述模型使滅磁控制所得到的轉子暫態電流與定子暫態磁鏈反相，并且其幅值符合預定的與定子暫態磁鏈的比例關系；

將滅磁控制的比例系數從實數轉變為復數K_{mag_real}+jK_{mag_imag}，使得轉子暫態電流和定子暫態磁鏈之間呈現負實數關系，且該負實數絕對值等于期望的滅磁控制增益；

滅磁控制系數的實部和虛部應滿足以下兩式：

根據上式得到滅磁控制系數的實部和虛部；其中下標*代表標幺值，L_s*、L_r*、R_s*均為DFIG參數，ω_r*為轉子轉速，ω_B為電網頻率，K_p，K_i是電流環PI調節器的比例增益和積分增益，由風機的物理參數和風機的轉速決定，G_mag為期望的滅磁控制增益；

控制轉子暫態電流的幅值和相位，在限制轉子過電流的同時兼顧最快的暫態過程衰減速度，同時，降低暫態過程中通過轉子側變換器RSC涌入直流母線的暫態功率，抑制直流母線過電壓。

2.如權利要求1所述的雙饋風機故障穿越的優化滅磁控制方法，其特征是，雙饋風機DFIG簡化暫態分量數學模型建立時：

對DFIG建立三階復數狀態空間方程模型，在電網電壓擾動后將其分解為描述工頻分量調整過程的狀態方程GPT和描述由電壓擾動引起的暫態衰減分量的狀態方程ZTS。

3.如權利要求2所述的雙饋風機故障穿越的優化滅磁控制方法，其特征是，ZTS的狀態變量的解中存在三個頻率的衰減分量，其中一個頻率分量相較于其他兩個頻率分量衰減慢且初始值大，頻率接近負的電網頻率，能夠代表完整解，將其命名為主要暫態分量MTC。

4.如權利要求3所述的雙饋風機故障穿越的優化滅磁控制方法，其特征是，僅考慮MTC分量，將三階狀態方程降階為一階狀態方程并對MTC分量進行求解。

5.如權利要求1所述的雙饋風機故障穿越的優化滅磁控制方法，其特征是，在DFIG簡化暫態分量模型中，基于定子暫態磁鏈的衰減變化規律，得定子暫態磁鏈的微分方程；基于微分方程，控制轉子暫態電流幅值與定子暫態磁鏈幅值成一定比例關系，同時讓轉子暫態電流與定子暫態磁鏈反相以加快暫態過程的衰減。

6.雙饋風機故障穿越的優化滅磁控制系統，包括控制器，其特征是，所述控制器被配置為：

建立DFIG簡化暫態分量數學模型；

基于上述模型使滅磁控制所得到的轉子暫態電流與定子暫態磁鏈反相，并且其幅值符合預定的與定子暫態磁鏈的比例關系；

將滅磁控制的比例系數從實數轉變為復數K_{mag_real}+jK_{mag_imag}，使得轉子暫態電流和定子暫態磁鏈之間呈現負實數關系，且該負實數絕對值等于期望的滅磁控制增益；

滅磁控制系數的實部和虛部應滿足以下兩式：

根據上式得到滅磁控制系數的實部和虛部；其中下標*代表標幺值，L_s*、L_r*、R_s*均為DFIG參數，ω_r*為轉子轉速，ω_B為電網頻率，K_p，K_i是電流環PI調節器的比例增益和積分增益，由風機的物理參數和風機的轉速決定，G_mag為期望的滅磁控制增益；

控制轉子暫態電流的幅值和相位，在限制轉子過電流的同時兼顧最快的暫態過程衰減速度；同時，降低暫態過程中通過RSC涌入直流母線的暫態功率，抑制直流母線過電壓，其中RSC代表轉子側變流器。