[发明专利]一种双馈风电机组的高低电压穿越协同控制方法

权利要求书

1.一种双馈风电机组的高低电压穿越协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1.根据实时监测到的双馈风力发电机定子端电压U_s水平，将双馈风电机组的运行状态划分为正常运行模式、低电压穿越运行模式、高电压穿越运行模式等3个运行模式；具体为：

A1.1当0.9pu≤U_s≤1.1pu时，双馈风电机组处于正常运行模式，此时转子侧变流器RSC按最大风能追踪设定其有功、无功电流指令，网侧变流器GSC以单位功率因数运行；

A1.2当0.1pu≤U_s<0.9pu时，双馈风电机组处于低电压穿越运行模式，此时RSC、GSC优先控制机组向故障电网注入容性无功电流，其无功电流注入的幅度按电网电压每跌落1％注入2％的比例设定，且RSC输出无功电流的优先级高于GSC，即当RSC控制双馈风力发电机输出的无功电流难以满足并网规范需求时，GSC再输出相应的无功电流差额；如按此比例注入容性无功电流后两个变流器电流容量仍有盈余，需实施有功功率的控制；

A1.3当1.1pu<U_s≤1.3pu时，双馈风电机组处于高电压穿越运行模式，此时RSC、GSC优先控制机组向故障电网注入感性无功电流，其无功电流注入的幅度按电网电压每骤升1％注入2％的比例设定，且GSC输出无功电流的优先级高于RSC，即当GSC输出的无功电流难以满足并网规范需求时，RSC再控制双馈风力发电机输出相应的无功电流差额；如按此比例输出感性无功电流后两个变流器电流容量仍有盈余，需实施有功功率的控制；

A2.双馈风电机组转子侧变流器RSC在传统矢量控制结构的基础上，加入一主动灭磁环；具体为：

双馈风力发电机的定子磁链ψ_sdq送入由两个谐振频率分别为50Hz、100Hz谐振控制器并联构成的谐振补偿器，得到转子补偿电压改进控制后的转子调制电压V′_rdq等于传统矢量控制方法得到的转子调制电压V_rdq减去之值；其中谐振补偿器的传递函数为：

GR=Kr1ss2+ω12+Kr2ss2+(2ω1)2;]]>

式中，K_r1、K_r2分别为两个谐振控制器的谐振系数，ω₁为电网基波电压的角速度；

A3.根据实时监测到的转子三相电流I_rabc和直流母线电压V_dc水平，设计硬件保护模块，即转子侧撬棒电路Crowbar、直流侧撬棒电路Chopper的触发导通逻辑；具体为：

A3.1当转子三相电流I_rabc中任意一相的幅值连续3个采样周期高于转子侧变流器的最大可持续电流I_rmax，即当|I_rabc|≥I_rmax时，Crowbar电路触发导通10ms，同时关闭RSC的触发脉冲，且令RSC的有功、无功电流指令设定为零；Crowbar电路导通10ms后，判断|I_rabc|≥I_rmax是否成立，如成立则Crowbar电路再次触发导通10ms，否则Crowbar电路关闭，并开启RSC的触发脉冲；

A3.2当直流母线电压V_dc连续3个采样周期高于直流母线电容器的最大可持续电压V_dcmax，即当V_dcmax≥V_dc时，Chopper电路触发导通卸荷，否则关闭。