[发明专利]双馈风力发电系统低电压穿越控制方法

权利要求书

1.一种双馈风力发电系统低电压穿越控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1)检测电机的零频瞬态分量磁通；

2)当发现电机有零频瞬态分量磁通突发的情况时，则控制转子侧变流器和网侧变流器，衰减其零频瞬态磁通分量；

3)控制转矩电流和电网无功补偿电流，以抑制有害电压的生长并防止有害电流形成。

2.如权利要求1所述的双馈风力发电系统低电压穿越控制方法，其特征在于：

在所述步骤2)中，使用磁通观测模块观测定子零频瞬态分量磁通并提供控制信号，磁通观测模块从定子磁通中分离出常态正序、负序以及零频瞬态分量，然后用转子侧变流器控制转速频率的电流，再用网侧变流器控制零频电流，使得零频瞬态分量磁通在定子绕组以最快的速度衰减。

3.如权利要求2所述的双馈风力发电系统低电压穿越控制方法，其特征在于：

在电压跌落瞬间，转子绕组中感应出多种反电势，分别对应磁通的常态正序、负序以及零频瞬态分量，磁通观测模块控制转子侧变流器输出与转子侧感应的负序电压同频率、同幅值和同相位的电压，使得转子回路中不能产生负序电流；同时控制转子侧与零频瞬态分量磁通对应的转速频率电流，使得它与转子零频瞬态分量磁通同向。

4.如权利要求1所述的双馈风力发电系统低电压穿越控制方法，其特征在于：

在所述步骤3)中，使用模糊控制模块在电压跌落及回升的暂态过程中，在各个电流控制模式之间实现平滑的切换，该模块根据定子电压及其变化斜率来判断系统所处状态，并结合定子磁通中的各序分量来决定转子电流给定值。

5.如权利要求1所述的双馈风力发电系统低电压穿越控制方法，其特征在于：

所述控制转子侧变流器的步骤为：

1)根据定子电压和电流反馈，通过磁通观测器得到定子磁通的正序分量、负序分量以及零频暂态分量；

2)将上述磁通分量、定子电压幅值及其变化速率，输入到模糊控制器进行模糊控制，得到转子转差频率的无功电流给定值和有功电流给定值，以及转子转速频率的无功电流给定值和有功电流给定值；

3)将上述电流给定值和转子三相电流反馈值相比较，将所得的电流差值送入PI_R电流控制器调节，得到无功电压输出值和有功电压输出值，此PI-R控制器由PI控制器叠加谐振环节R组成；

4)对无功电压输出值和有功电压输出值进行前馈电压补偿，得到无功电压给定值和有功电压给定值；

5)输入电机定子磁通相位角度和电机旋转电角度对无功电压给定值和有功电压给定值进行坐标变换，得到转子电压三相给定值；

6)把三相电压给定值输入到空间电压矢量PWM指令器，由该PWM指令器产生相应的开关信号以控制转子侧变流器。

6.如权利要求1所述的双馈风力发电系统低电压穿越控制方法，其特征在于：

所述控制网侧变流器的步骤为：

1)将直流母线电压的给定值与直流母线电压的反馈值相比较，所得的直流母线电压差值经直流母线电压控制器得到网侧有功电流给定值；

2)根据网侧功率因数给定值得到网侧无功电流给定值；

3)将网侧有功电流给定值和网侧无功电流给定值，及转子侧磁通观测器输出的定子磁通的正序分量、负序分量以及零频暂态分量，以及网侧定子电压值及其微分，输入到模糊控制器进行模糊控制，得到网侧的同步频率有功电流给定值和同步频率无功电流给定值，以及网侧的零频有功电流给定值和零频无功电流给定值；

4)将上述电流给定值跟实测的网侧有功电流和无功电流相比较，将所得的电流差值送入PI_R电流控制器调节，得到无功电压输出值和有功电压输出值，此PI-R控制器由PI控制器叠加谐振环节R组成；

5)对无功电压输出值和有功电压输出值进行前馈电压补偿，得到无功电压给定值和有功电压给定值；

6)输入电网同步电角度，对无功电压给定值和有功电压给定值进行坐标变换，得到转子电压三相给定值；

7)把三相电压给定值输入到空间电压矢量PWM指令器，由该PWM指令器产生相应的开关信号以控制网侧变流器。