[发明专利]一种变速恒频双馈异步风力发电机组空载并网控制方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及的是变速恒频双馈异步风力发电机组的控制方法，特别是一种变速恒频双馈异步风力发电机组空载并网控制方法。

(二)背景技术：

现有技术的变速恒频双馈异步风力发电机组空载并网控制方法包括：不包含反馈的开环控制方法和包含d轴电流反馈的闭环控制方法。

图2和图3是现有技术空载并网控制方法示意图。

如图2所示，首先检测电网(1)电压和双馈电机(7)的转速，通过控制器(10)中的控制算法进行数据处理后，得到双馈电机(7)转子绕组三相励磁电压参考值，最终由双PWM变流器(6)输出转子励磁电压。

如图3所示，首先检测电网(1)电压和同步速，通过计算d轴参考电流(11)的控制算法得到d轴励磁电流的参考值，该参考值输入加法器(4)；同时检测双馈电机(7)的转子d轴励磁电流，将其取反后输入到加法器(4)。加法器(4)输出到控制器(12)，控制器(12)输出双馈电机(7)转子绕组三相励磁电压参考值，最终由双PWM变流器(6)输出转子励磁电压。

上述现有空载并网控制方法存在的缺陷是：无法抑制双馈异步电机参数扰动对并网的影响，整个系统的鲁棒性不强，并网时间较长，并网成功率不高。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提出一种变速恒频双馈异步风力发电机组空载并网控制方法，它可以克服上述技术的不足，是一种能够抑制双馈异步电机参数扰动影响并网的并网控制方法，且有效地缩短并网时间，提高并网成功率。

本发明的技术方案：一种变速恒频双馈异步风力发电机组空载并网控制方法，其特征在于该方法包含了双馈异步电机定子电压负反馈和转子电流负反馈的双闭环控制方法，具体步骤为：

(1)定子电压负反馈，其特征在于它是由以下步骤构成：

①检测并计算双馈电机定子绕组相电压的幅值，得到该幅值与所检测的电网并网节点相电压幅值的比值；

②将该比值与并网节点三相电压空间矢量幅值的乘积作为电压负反馈环的反馈量，并网节点三相电压空间矢量幅值作为电压负反馈环的给定量；

③将反馈量的值取反，然后通过加法器和给定量相连接，加法器的输出端连接电压控制器的输入端，构成定子电压负反馈环；

(2)转子电流负反馈，其特征在于它是由以下步骤构成：

①检测双馈电机转子绕组三相励磁电流，通过克拉克坐标变换和2S/2r旋转坐标变换得到该励磁电流在同步旋转d-q坐标系下的d轴电流分量和q轴电流分量；

②将步骤①中得到的两个分量分别作为d轴电流负反馈环和q轴电流负反馈环的反馈量；

③将步骤(1)电压负反馈环中电压控制器的输出作为d轴电流负反馈环的给定量，指定0作为q轴电流负反馈环的给定量；

④将d轴和q轴电流负反馈环的反馈量取反，然后分别通过加法器分别与d轴电流负反馈环的给定量和q轴电流负反馈环的给定量相连接；

⑤将d轴和q轴电流负反馈环的两个加法器的输出端分别连接到d轴电流控制器和q轴电流控制器的输入端，d轴电流控制器和q轴电流控制器的输出端均连接到双PWM变流器的输入端；

⑥双PWM变流器的输出端连接到双馈电机的转子绕组，构成d轴转子电流负反馈环和q轴电流负反馈环。

本发明的有益效果是：①有效地抑制双馈异步电机参数扰动对并网的影响；②明显地缩短了并网时间；③大大提高了并网成功率。

(四)附图说明：

图1为本发明所涉一种变速恒频双馈异步风力发电机组空载并网控制方法的控制示意图；

图2为本发明所涉一种变速恒频双馈异步风力发电机组空载并网控制方法的现有技术开环空载并网控制示意图；

图3为本发明所涉一种变速恒频双馈异步风力发电机组空载并网控制方法的现有技术含d轴电流负反馈的空载并网控制示意图；

其中：1为电网；2为加法器；3为电压控制器；4为加法器；5为d轴电流控制器；6为双PWM变流器；7为双馈电机；8为q轴电流控制器；9为加法器；10为控制器；11为计算d轴参考电流；12为控制器。

(五)具体实施方式：

一种变速恒频双馈异步风力发电机组空载并网控制方法，其特征在于该方法包含了双馈异步电机定子电压负反馈和转子电流负反馈的双闭环控制方法，具体步骤为：

(1)定子电压负反馈，其特征在于它是由以下步骤构成：

①检测并计算双馈电机(7)定子绕组相电压的幅值，得到该幅值与所检测的电网(1)并网节点相电压幅值的比值；