[發明專利]直驅風電機組變流器并網系統穩定方法

在審

• 申請號: 202110761631.5
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113783223A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 皮俊波;董曉亮;江長明;張夢凡;李震;田旭;白正宇;劉斌
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國家電網公司華北分部;北京理工大學;中國礦業大學（北京）;內蒙古能源發電投資集團有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 代麗

1.一種直驅風電機組變流器并網系統穩定方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，構建直驅風電機組變流器的序阻抗模型Z_i：

其中，為直流母線電壓的諧波值，為直流母線電流的諧波值；

步驟2，根據奈奎斯特穩定性判據，判斷當前變流器并網系統的Z_g/Z_i頻域曲線的穩定裕度是否大于最小系統穩定裕度R_min，其中，Z_g為電網阻抗；若大于，則此時變流器并網系統穩定；否則，執行步驟3；

步驟3，對變流器電流環的控制參數進行優化，使得變流器并網系統穩定裕度最優。

2.如權利要求1所述的直驅風電機組變流器并網系統穩定方法，其特征在于，所述變流器電流環采用PI控制。

3.如權利要求2所述的直驅風電機組變流器并網系統穩定方法，其特征在于，所述序阻抗模型Z_i采用如下方式獲得：

Δ(s)＝B(s)D(s)-A(s)C(s)

其中：V_dc1是直流母線基頻電壓幅值。L_d、L_q分別是dq軸坐標系下三相繞組自感和互感。分別為dq軸電流環給定信號。K_m是逆變器調制信號的調制比。R_s為電機內阻。H_ri(s)是機側變流器電流控制器的PI傳遞函數，K_rd為解耦系數。f_r為轉子旋轉頻率，s為微分算子，M_r1為輸出調制信號有效值，V_s1為發電機端口的電壓和電流有效值。

4.如權利要求1～3任意一項所述的直驅風電機組變流器并網系統穩定方法，其特征在于，所述步驟3中，基于遺傳算法對變流器電流環的控制參數進行優化，使得變流器并網系統穩定裕度最優。

5.如權利要求4所述的直驅風電機組變流器并網系統穩定方法，其特征在于，基于遺傳算法的控制參數優化方法如下：

1)在電流環控制參數的一定范圍區間內隨機選取一定數目的隨機數，形成一個初始種群；計算每個種群個體產生的Z_g/Z_i阻抗曲線，從而得到每個種群個體的穩定裕度；

2)將穩定裕度做種群個體的自適應度標準計算每個個體的生存概率，完成種群的選擇操作；

3)引入種群遺傳交叉操作和遺傳變異操作，引入原種群外的個體，并進行篩選，得到新種群；

4)將新種群又代入到(2)(3)操作中，經過一定次數的迭代，將產生優化設計后的電流環控制參數。