[发明专利]基于有源型电压源直流输电的风电并网功率稳定器

权利要求书

1.基于有源型电压源直流输电的风电并网功率稳定器，其特征在于：该稳定器是一种通过并联在电压源直流输电母线上的储能装置，补偿风电的动态波动，稳态运行时，使风电通过电压源直流输电注入到电网的功率稳定器；电网故障时，调节其注入到电网的有功功率和无功功率，提高电网的稳定运行性能；所述稳定器含有整流器、逆变器、储能装置、直流母线和控制器，其中：

整流器，该整流器的输入端与风场相连，输出端与直流母线输入端相连，将风场输出的交流电整流成直流电；

逆变器，该逆变器的直流输入端与直流母线输出端相连，逆变器的输出端与电网相连；

直流母线，该直流母线的输入端与上述整流器的输出端相连，该直流母线的输出端与上述逆变器的输入端相连，该直流母线上并接着下述储能装置；

储能装置，并接在上述直流母线上；

控制器，是一种数字控制电路，采用数字信号处理器、单片机、计算机中的任何一种；该控制器在稳态运行时，使风电注入到电网的功率稳定；在电网故障时，调节输出功率改善电网的稳定运行性能。

2.一种基于有源型电压源直流输电的风电并网功率稳定的方法，其特征在于：功率稳定器稳定风电并网功率的调节步骤如下：

步骤1.初始化：

输入风场风能波动曲线；

输入整流器直流母线电压给定值V_dcref；

输入逆变器有功功率给定值P_ref2与无功功率给定值Q_ref2；

根据风场风能波动曲线计算出平均风能对应的功率值；

步骤2.启动功率稳定器的整流器直流电压控制，按以下步骤执行：

2.1.将直流母线电压给定值V_dcref与实际值V_dc进行比较，通过第一加法器得到第一PI控制器的输入值；

2.2.第一PI控制器在接收到所述第一加法器的输出后进行控制运算，输出相应的控制量给第二加法器；

2.3.第二加法器在接收到所述第一PI控制器的输出后与整流器交流侧电流q轴分量i_q1进行比较，输出相应的量给第二PI控制器；

2.4.第二PI控制器在接收到所述第二加法器的输出后进行控制运算，输出相应的量给第三加法器；

2.5.第三加法器在接收到所述第二PI控制器的输出后与整流器交流侧电压q轴分量u_sq1进行比较，输出相应的量给第一脉冲触发器；

2.6.第三PI控制器在接收到整流器交流侧电流d轴分量i_d1后进行控制运算，输出相应的量给第四加法器；

2.7.第四加法器在接收到第三PI控制器的输出后与整流器交流侧电压d轴分量u_sd1进行比较，输出相应的量给第一脉冲触发器；

2.8.第一脉冲触发器根据输入信号u_sq1、u_sd1产生相应的触发信号控制整流器工作；

步骤3.启动功率稳定器的逆变器，控制输出有功功率，按以下步骤执行：

3.1.根据有功功率给定值P_ref2与无功功率给定值Q_ref2，通过稳态计算器计算出电流参考值i_qref2，i_dref2；

3.2.第五加法器在接收到电流参考值i_qref2后与逆变器交流侧电流q轴分量i_q2进行比较，输出相应的量给第四PI控制器；

3.3.第四PI控制器在接收到第五加法器的输出后进行控制运算，输出相应的量给第六加法器；

3.4.第六加法器在接收到第四PI控制器的输出后与逆变器交流侧电压q轴分量u_sq2进行比较，输出相应的量给脉冲触发器2；

3.5.第七加法器在接收到电流参考值i_dref2后与逆变器交流侧电流d轴分量i_d2进行比较，输出相应的量给第五PI控制器；

3.6.第五PI控制器在接收到第七加法器的输出后进行控制运算，输出相应的量给第八加法器；

3.7.第八加法器在接收到第五PI控制器的输出后与逆变器交流侧电压d轴分量u_sd2进行比较，输出相应的量给第二脉冲触发器；

3.8.第二脉冲触发器根据输入信号u_sq2、u_sd2产生相应的触发信号控制逆变器工作；

步骤4.

稳态运行时，调节整流器输出直流电压，控制储能装置的充放电，使储能装置补偿风电的波动，从而使稳定器通过其逆变器注入到电网的功率稳定；

电网故障时，调节逆变器注入到电网的有功功率和无功功率，提高电网的稳定运行性能。