[发明专利]DFIG低压穿越过程网侧变流器能量快速响应方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于优化无功功率注入法的DFIG低压穿越过程网侧变流器能量快速响应方法，属于电力电子应用技术领域。

背景技术

四象限整流以其功率因数可调、能量可以双向流动等优点成为双馈风力发电系统中网侧变流器的首选方案。DFIG(Doubly-Fed Induction Generator双馈发电机)网侧变流器的控制目标是：(1)通过控制交流侧有功电流保持直流电压稳定且具有良好的动态响应能力；(2)保证交流侧电流的正弦度，并使交流侧功率因数为1。因此对交流侧电流实施有效控制是四象限整流控制的关键。在实际应用中，对输出电流的控制是通过调节变流器的输出电压来实现的。由于变流器可以利用的直流电压是固定的，所以无论采用何种PWM调制方式，变流器交流侧输出电压的最大值也是固定的。当电网电压跌落，DFIG系统实施低压穿越过程中，直流侧电压波动将超出安全区域，变流器需要输出较大的有功电流来抑制直流电压的波动，而此时变流器交流侧输出电压容易达到饱和，常规单位功率因数控制算法往往显得响应速度过慢。

发明内容

本发明的目的在于针对以上现有技术存在的缺点，提出一种DFIG低压穿越过程网侧变流器能量快速响应方法，以提高双馈风力发电系统网侧变流器的直流电压利用率、提高其在低压穿越过程中直流电压的响应速度。

为了达到以上目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的：

DFIG低压穿越过程网侧变流器能量快速响应方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)通过直流电压采样值与给定值的误差经过PI调节器调节后得到有功电流给定值；

2)根据直流电压波动误差评价函数设置无功电流给定值，若直流电压的波动误差评价函数值在控制目标范围内，无功电流的给定值设为零，实行单位功率因数控制，控制变流器交流侧功率因数为1，若直流电压的波动误差评价函数值超出控制目标范围，则强制给定无功电流进行能量快速响应；

3)有功电流和无功电流的给定值分别与对应的反馈值相比较，生成误差经过PI调节器输出两相旋转坐标电压给定值，经坐标变换得到变流器三相交流侧输出电压。

前述的直流电压波动误差评价函数为：

ξ=ϵudc*+ΔudcTs+Σn=1∞ϵ(n)]]>

其中：ϵ=udc-udc*;]]>

Δu_dc＝u_dc(n)-u_dc(n-1)；

u_dc为直流电压反馈值；

为直流电压给定值。

本发明的基于无功功率优化的DFIG低压穿越过程网侧变流器能量快速响应方法，通过强制给定无功电流，避免变流器输出电压出现饱和，保证了对输出有功电流实施加速响应控制，以实现能量流动的快速响应及直流侧电压的快速稳定。

附图说明

图1为四象限整流变流器主电路结构图；

图2为四象限整流变流器基波等效电路图；

图3为四象限整流变流器控制原理框图；

图4为四象限整流变流器d，q轴电压矢量分解原理图。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式介绍如下：