[發明專利]電網電壓不對稱跌落時直驅風機系統無功控制方法

有效

• 申請號: 202110622879.3
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113364060B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 林偉偉;葉榮;林毅;黃海;方朝雄;唐雨晨;馮雙;湯奕
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司經濟技術研究院;國網福建省電力有限公司;東南大學
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/48;H02J3/16;H02J3/24;H02J3/26;H02P9/00;H02P21/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

1.一種電網電壓不對稱跌落時直驅風機系統無功控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：根據風速計算風力機的最大輸出功率Pmmax；

步驟S2：計算電網電壓不對稱跌落時電壓的正負序dq軸分量，根據電壓及無功控制的需求確定直驅風機系統的無功功率，并計算網側變流器的無功電流參考值；

步驟S3：根據風力機的最大輸出功率和網側電流計算網側變流器有功電流參考值；

步驟S4：根據網側變流器的電流參考值計算機側變流器的有功功率參考值，根據所得的有功功率參考值控制風力機的轉速，使其工作在風力機轉矩-轉速特性曲線的穩定運行區域；

步驟S1具體包括以下步驟：

測量風速v，根據下式計算風力機的最大輸出功率Pmmax：

其中，ρ為空氣密度，R為風輪半徑，β為槳距角，λ為葉尖速比，Cp為風能利用系數；當λ取最佳葉尖速比λ_opt時，Cp為最大風能利用系數Cpmax，χ為中間參數；

步驟S2中，計算網側變流器的無功電流參考值具體包括以下步驟：

步驟S21：采集三相電網電壓u_a、u_b和u_c；

步驟S22：根據下式計算出三相電網電壓u_a、u_b和u_c在兩相靜止坐標系下的分量u_α和u_β：

步驟S23：根據下式計算兩相靜止坐標系下的電壓正負序分量和

其中，是一個90°滯后的移相運算；

步驟S24：根據下式計算出電網電壓在兩相旋轉坐標系下的正負序分量和

其中，θ為電網電壓矢量旋轉角度；

步驟S25：根據系統無功控制需求，分配風機系統無功功率Q_ref，根據下式計算網側變流器的無功電流參考值：

2.根據權利要求1所述的電網電壓不對稱跌落時直驅風機系統無功控制方法，其特征在于：在步驟S3中，據風力機的最大輸出功率和網側電流計算網側變流器有功電流參考值的公式是：

其中，i^P為網側電流幅值。

3.根據權利要求2所述的電網電壓不對稱跌落時直驅風機系統無功控制方法，其特征在于：步驟S4中，通過機側變流器控制風力機轉速具體包括以下步驟：

步驟S41：根據網側變流器的電流參考值計算機側變流器的有功功率參考值的公式是：

步驟S42：根據機側變流器有功功率參考值計算發電機q軸電流參考值的公式是：

其中，pn為發電機的極對數，ψ_f為永磁體的磁鏈，ω_m為發電機的轉速；

步驟S43：機側變流器采用零d軸電流控制，通過控制機側變流器實現對風力機轉速的控制。