[发明专利]不平衡电网电压下双馈异步风力发电机网侧整流器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双馈异步风力发电机网侧整流器控制方法，特别是一种能够针对因电网电压不平衡所引起的发电机直流母线电压脉动进行有效抑制的双馈异步风力发电机网侧整流器控制方法，属于风力发电技术领域。

背景技术

随着后续能源需求的增长，大型风电场已在世界各地规划和建设，风力机的单机容量也在迅速增大。目前，兆瓦级变速恒频双馈异步发电系统在风力发电中得到了广泛的应用，已经成为世界各国风电发电场的主流。变速恒频双馈异步发电系统所采用的双馈异步发电机，其优点是可从发电机侧实现速度控制、降低闪变的影响，并可通过交流励磁变频装置中转子侧变换器控制实现有功和无功功率的独立调节和双向流动，实现同步速上、下的发电运行。此外，励磁变频器容量小，当转速(标幺值)范围在0.75～1.25时，其典型容量仅为25％～35％的发电机额定容量。这些鲜明的特点推动了双馈异步发电机在变速恒频风力发电中的广泛应用。

近年来，国际风电技术界的主要动向是双馈异步风电机组的研究已经从正常运行转向电网故障下的运行，当然，目前这些研究还大多针对对称故障，即无论是稳态还是暂态均认为电网电压平衡。其主要研究的着眼点是在小电压跌落时，双馈异步风力发电机系统的控制，大电网电压跌落时对发电机系统的保护以及如何实现电力系统对风机系统的不间断运行等方面，以及如何选择故障电流计算和故障电路参数计算方面。

实际运行中，电网电压总是存在一定的不对称的，即电网电压中不仅存在正序分量，还存在一个负序分量。由于传统的控制策略一般只是控制基频分量，谐波电流可以在双馈电机定子绕组中自由流通，双馈电机没有谐波频率的反电势存在。这样，轻微的电压不平衡会造成很大的负序电流，从而引起电机定子电流的严重不平衡，进而造成定子绕组发热，温度的上升会造成定子绕组绝缘水平下降，从而影响绕组的寿命。

因此，有必要设计一种针对不平衡电网电压下双馈异步风力发电机系统的控制策略，以消除负序电压引起的直流母线电压脉动。

发明内容

本发明的发明目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种不平衡电网电压下双馈异步风力发电机网侧整流器控制方法，以抑制双馈异步风力发电机因电网电压不平衡所引起的发电机直流母线电压脉动的问题。

本发明的发明目的是通过下述技术方案予以实现的：

不平衡电网电压下双馈异步风力发电机网侧整流器控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

不平衡电网电压下双馈异步风力发电机网侧整流器控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)检测三相电网电压u_na、u_nb、u_nc，三相整流电流i_ga、i_gb、i_gc以及直流母线电压u_dc；

(2)将步骤(1)检测到的三相电网电压u_na、u_nb、u_nc经过3/2变换得到两相静止坐标系下的电网电压u_nα、u_nβ；将检测到的三相整流电流i_ga、i_gb、i_gc经过3/2变换得到两相静止坐标系下的整流电流i_gα、i_gβ；

(3)通过步骤(2)所得到的两相静止坐标系下的定子电压u_nα、u_nβ计算电网电压矢量的位置角θ_n以及同步旋转角速度ω_s；

(4)将步骤(2)计算得到的两相静止坐标系下的电网电压u_nα、u_nβ和整流电流i_gα、i_gβ以步骤(3)计算得到的电网电压矢量的位置角θ_n作为变换角，进行Park变换，得到同步旋转坐标系下的电网电压u_nd、u_nq和整流电流i_gd、i_gq；