[發明專利]一種雙饋風電機組控制器附加阻尼控制方法和裝置

在審

• 申請號: 202010964695.0
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112217431A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 遲永寧;李琰;田新首
• 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
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00;H02P9/14;H02P21/22;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

本發明提供一種雙饋風電機組控制器附加阻尼控制方法和裝置，確定雙饋風電機組轉子電流參考值；確定預先設定的電流內環阻尼控制器的附加振蕩阻尼控制指令，并確定雙饋風電機組轉子控制指令；控制雙饋風電機組轉子的勵磁電流。本發明通過電流內環阻尼控制器附加振蕩阻尼控制指令確定雙饋風電機組轉子控制指令，實現雙饋風電機組控制器附加阻尼控制，控制過程簡單，計算量小，且能夠提供阻尼系統振蕩的能力，進而提高了風電并網系統的抗干擾能力；在雙饋風電機組轉子簡化控制指令和雙饋風電機組轉子控制指令補償量的基礎上，增加了電流內環阻尼控制器附加振蕩阻尼控制指令，增大了風電并網系統在次同步頻段的等效阻尼，有效抑制風電并網系統的次同步振蕩。

技術領域

本發明涉及新能源發電技術領域，具體涉及一種雙饋風電機組控制器附加阻尼控制方法和裝置。

背景技術

雙饋風電機組(DFIG，Double Fed Induction Generator)是一種繞線式感應發電機，雙饋異步發電機的定子繞組直接與電網相連，轉子繞組通過變頻器與電網連接，轉子繞組電源的頻率、電壓、幅值和相位按運行要求由變頻器自動調節，機組可以在不同的轉速下實現恒頻發電，滿足用電負載和并網的要求。由于采用了交流勵磁，發電機和電力系統構成了柔性連接，即可以根據電網電壓、電流和發電機的轉速來調節勵磁電流，精確的調節發電機輸出電壓，使其能滿足要求。雙饋式風力發電機優點包括：1、能控制無功功率，并通過獨立控制轉子勵磁電流解耦有功功率和無功功率控制。2、無需從電網勵磁，而從轉子電路中勵磁。3、能產生無功功率，并可以通過電網側變流器傳送給定子。

隨著并網風電規模的不斷擴大，基于電力電子技術的風電并網系統面臨嚴重振蕩，目前對雙饋風電機組控制的主要措施為基于特征根分析法并進行留數計算確定輸入控制信號以及附加阻尼控制器的附加位置，能夠解決大規模風電并網引起的振蕩問題，但是控制過程繁瑣，計算量大，且無法提供阻尼系統振蕩的能力，風電并網系統穩定性差，導致抗干擾能力差。

發明內容

為了克服上述現有技術中風電并網系統抗干擾能力差的不足，本發明提供一種雙饋風電機組控制器附加阻尼控制方法，包括：

基于雙饋風電機組轉子轉速參考值和雙饋風電機組轉子轉速確定雙饋風電機組轉子電流參考值；

基于雙饋風電機組轉子電流參考值確預先設定的定電流內環阻尼控制器的附加振蕩阻尼控制指令；

基于所述附加振蕩阻尼控制指令和雙饋風電機組轉子電流確定雙饋風電機組轉子控制指令；

基于雙饋風電機組轉子控制指令控制雙饋風電機組轉子的勵磁電流。

所述附加阻尼控制器的設定，包括：

在電流內環控制回路中，依次構建濾波環節及比例放大和限幅輸出環節得到附加阻尼控制器；

并基于有功功率外環比例系數確定所述附加阻尼控制器的阻尼系數；

其中，所述濾波環節用于對輸入控制信號中的穩態直流分量及高頻分量進行過濾，保留次同步頻率分量；所述比例放大和限幅輸出環節用于將所述次同步頻率分量比例放大及限幅后得到控制指令并進行輸出。

所述基于雙饋風電機組轉子電流參考值確定預先設定的電流內環阻尼控制器的附加振蕩阻尼控制指令，包括：

將雙饋風電機組轉子d軸電流參考值經過所述電流內環阻尼控制器的濾波環節處理，得到雙饋風電機組轉子d軸電流擾動量；

將雙饋風電機組轉子d軸電流擾動量經過所述電流內環阻尼控制器的比例放大環節和限幅環節處理，得到d軸電流內環阻尼控制器附加振蕩阻尼控制指令。

所述d軸電流內環阻尼控制器附加振蕩阻尼控制指令按下式確定：