[发明专利]一种基于正负序电流内环控制的风电换流器控制方法

权利要求书

1.一种基于正负序电流内环控制的风电换流器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)检测电网的电量参数，判断电网发生的不对称故障类型；

2)根据不对称故障类型检测获得发生故障的不平衡电网电量；

3)将发生故障的不平衡电网电量分解为正序分量和负序分量，并将该正、负序分量转换到正、负旋转坐标系中；

4)建立正负序电流控制模型，并根据控制模型消除不对称电网故障的二次谐波分量，以及确保输出电量的正弦波形。

2.根据权利要求1所述的一种基于正负序电流内环控制的风电换流器控制方法，其特征在于，所述的不对称故障类型包括三相电压等值跌落故障、单相电压跌落故障、相间电压故障和两相对地短路故障。

3.根据权利要求1所述的一种基于正负序电流内环控制的风电换流器控制方法，其特征在于，所述的步骤2)的不平衡电网电量可分为正序电量分量和负序电量分量。

4.根据权利要求3所述的一种基于正负序电流内环控制的风电换流器控制方法，其特征在于，所述的正序电量分量包括电压正序分量和电流正序分量，所述的负序电量分量包括电流正序分量和电流负序分量。

5.根据权利要求1所述的一种基于正负序电流内环控制的风电换流器控制方法，其特征在于，所述的步骤4)具体包括以下步骤：

41)根据直流驱动风力发电机组接线方式获取网侧电磁暂态模型，网侧电磁暂态模型表达式为：

Vd+Vq+=LddtId+Iq++RId+Iq++ωL-Iq+Id++Ud+Uq+Vd-Vq-=LddtId-Iq-+RId-Iq-+ωLIq--Iq-+Ud-Uq-]]>

其中，下标d为正、负旋转坐标系的d轴，下标q为正、负旋转坐标系的q轴，上标+为正序，上标-为负序，L为电感，R为电阻，I为轴电流，U为轴电压，V为调制电压，ω为电网电压角频率；

42)根据电磁暂态模型计算网侧输出的瞬时有功功率，并根据瞬时有功功率获得电流控制目标，控制目标的表达式为：

id+iq+id-iq-=2P03Dud+uq+-ud--uq-]]>

P(t)=P0+Pcos2cos(2ωt)+Psin2sin(2ωt)Q(t)=Q0+Qcos2cos(2ωt)+Qsin2sin(2ωt)]]>

P0Pcos2Psin2Q0=32ud+uq+ud-uq-ud-uq-ud+uq+uq--ud--uq+ud+uq+-ud+uq--ud-id+iq+id-iq-]]>

S(t)＝P(t)+jQ(t)

D＝[(u_d⁺)²+(u_q⁺)²]+[(u_d^-)²+(u_q^-)²]

其中，u为轴瞬时电压，i为轴瞬时电流，S(t)为电网输出复功率，P(t)为电网输出有功功率，Q(t)为电网输出无功功率，P₀为基波有功功率，Q₀为基波无功功率，P_cos2和P_sin2分别为二次谐波有功分量，Q_cos2和Q_sin2分别为二次谐无有功分量；

43)根据电磁暂态模型获得正负序电流控制模型的正、负序控制器表达式，正序控制器表达式为：

Ud+=Vd+-(Kp+Kis)(Id+*-Id+)+ωLIq+Uq+=Vq+-(Kp+Kis)(Iq+*-Iq+)-ωLId+]]>

负序控制器表达式为：

Ud-=Vd--(Kp+Kis)(Id-*-Id-)-ωLIq-Uq-=Vq--(Kp+Kis)(Iq-*-Iq-)+ωLId-]]>

其中，K_p和K_i为PI调节器参数，I_d^+*和I_q^+*为轴参考电流；

44)根据控制目标和基波有功功率P₀得到d、q轴正、负序瞬时电流参考值i_d^+*、i_q^+*、i_d^-*和i_q^-*：

id+*iq+*id-*iq-*=2Udc*Idc*3Dud+uq+-ud--uq-]]>

Idc*=(Kp+Kis)(Udc*-Udc)]]>

P₀＝Vdc^*Idc^*

其中，Udc^*为直流侧瞬时参考电压，Udc为直流侧瞬时电压，Idc^*为直流侧参考电流，Vdc^*为直流侧参考电压；

45)根据电流控制目标和正、负序控制器表达式建立正负序电流控制模型。

6.根据权利要求3所述的一种基于正负序电流内环控制的风电换流器控制方法，其特征在于，所述的正序电量分量和负序电量分量通过滤波器或者正负序电量的T/4延时计算的方法获取。