[發明專利]雙饋風電多機系統在弱電網對稱短路故障下的協同優化控制方法

在審

• 申請號: 202310324653.4
• 申請日: 2023-03-29
• 公開（公告）號: CN116207756A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 姚駿;關磊
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

1.雙饋風電多機系統在弱電網對稱短路故障下的協同優化控制方法，包括多個DFIG單機系統；其特征在于：具體步驟如下：

1)為每個DFIG單機系統配置一個自適應阻尼控制器；

2)建立DFIG多機并網系統的時域仿真模型；基于不同故障場景，配置每個DFIG單機系統中添加的自適應阻尼控制器的系數，從而得到與不同故障場景對應的所有自適應阻尼控制器的系數，作為對應故障場景的控制數據；

3)當實際故障發生時，從時域仿真模型中找到與實際故障對應的故障場景，并將該故障場景對應的控制數據發送給相應的DFIG單機系統，使每個DFIG單機系統在各自的自適應阻尼控制器控制下運行，從而改變每個單機并網系統的阻尼，即改善整系統的阻尼，提高多機系統在故障穩態期間的穩定性。

2.根據權利要求1所述的雙饋風電多機系統在弱電網對稱短路故障下的協同優化控制方法，其特征在于：步驟1)中，自適應阻尼控制器通過PI控制器將鎖相環輸出角速度ω_pll和系統目標角速度ω_g之間的偏差Δω_pll負反饋給網側變流器的q軸電流環輸出；一旦ω_pll在故障期間偏離ω_g，DFIG將根據Δω_pll自動調整其q軸電流分量。

3.根據權利要求1所述的雙饋風電多機系統在弱電網對稱短路故障下的協同優化控制方法，其特征在于：步驟2)中，配置每個DFIG單機系統中添加的自適應阻尼控制器參數的方法如下，

①結合實際系統參數，建立整體DFIG多機并網系統的小信號狀態空間方程；推算出會發生振蕩失穩的對稱短路故障場景的故障距離和故障程度范圍；

②建立DFIG多機并網系統的時域仿真模型，結合實際情況對典型的對稱短路故障進行仿真；

③預先確定一種故障場景，計算系統中鎖相環主導極點的位置，并計算每個DFIG的鎖相環模態阻尼比ξ^*；

④判斷每個DFIG的鎖相環模態阻尼比ξ^*是否大于0；如果所有DFIG的鎖相環模態阻尼比ξ^*都大于0，則進入第⑥步；否則，轉到第⑤步；

⑤確定鎖相環模態阻尼比ξ^*小于0的DFIG的序列，根據阻尼比計算公式調整其中應用的自適應阻尼控制器的比例系數和積分系數；隨后，更新步驟②的時域仿真模型參數，保持之前的故障場景不變，重復步驟③-步驟④；

⑥輸出最優解，即每個自適應阻尼控制器的比例系數和積分系數，并作為該故障場景下的控制數據；

⑦將故障數據和控制數據存儲在集總控制系統中；

⑧改變故障場景，重新計算新的控制數據，直到所有故障場景都計算完畢；從而得到不同故障場景下的所有自適應阻尼控制器的比例系數和積分系數，作為對應故障場景的控制數據。

4.根據權利要求3所述的雙饋風電多機系統在弱電網對稱短路故障下的協同優化控制方法，其特征在于：使用自適應阻尼控制器后，每個DFIG單機系統的鎖相環模態阻尼比ξ^*由下式計算：

式中，ξ^*為應用自適應阻尼控制器后DFIG單機系統的鎖相環模態阻尼比；K_p、K_i為鎖相環中PI控制器的比例系數和積分系數；K_cp、K_ci為自適應阻尼控制器中PI控制器的比例系數和積分系數；步驟③首次計算DFIG的鎖相環模態阻尼比ξ^*時，每個自適應阻尼控制器中PI控制器的比例系數和積分系數均為0；U_td0為并網點d軸電壓穩定值；R_G為電網電阻；X_G為電網電抗；I_gd0、I_gq0為系統d軸、q軸輸出電流穩定值。