[发明专利]一种双馈风力发电机组接入直流微电网的控制方法

说明书

本发明公开了一种双馈风力发电机组接入直流微电网的控制方法，包括以下步骤：首先构建改进的直流并网拓扑结构；接着针对改进的直流并网拓扑结构，对转子侧变流器采用改进的定子磁链定向控制；之后针对改进的直流并网拓扑结构，对定子侧变流器采用改进的气隙电势定向控制；最后加入有功功率的前馈补偿控制，补偿由电压波动引起的有功功率下降。本发明针对改进的直流并网拓扑结构，考虑气隙励磁电流的动态分量，对定子侧变流器采用改进的气隙电势定向控制；本发明的有功功率前馈补偿控制方法，令机组功率运行追踪次最优运行点，可以响应并网点电压波动引起的机组功率变化。

技术领域

本发明属于智能电网领域，特别涉及一种双馈风力发电机组接入直流微电网的控制方法。

背景技术

随着我国分布式能源的大力开发和各种直流负荷的应用，直流微电网技术应运而生。在直流微电网的实际应用中，相对于永磁同步发电机组而言，双馈风力发电(DFIG)机组的发电成本更低，性价比更高，若在直流微电网中使用DFIG机组，单位容量的发电成本会显著下降，同时风力发电具有低污染、维护成本低的特点，因此DFIG机组被认为是直流微电网中最具有发展潜力和实际应用价值的分布式电源之一，研究接入直流微电网的DFIG机组控制策略有重要意义。

国内外研究结果表明，大型风电场采用直流并网拓扑结构时，可以有效地提高电能的传输效率，极大地改善功率因数，相对交流并网而言，直流并网降低了风电场与电网的耦合性，风电场需控制的电气参数较少，同时也能够实现有功功率和无功功率的解耦控制，所以接入直流微电网的DFIG并网拓扑结构优先成为学者们研究的重点。传统拓扑中，由于机组定子侧直接与交流并网点母线相连，利用PLL技术或磁链观测器测得的电压频率和幅值是恒定的，但在改进拓扑中，定子侧失去了交流母线的频率支持，所以传统的控制策略不再适用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双馈风力发电机组接入直流微电网的控制方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种双馈风力发电机组接入直流微电网的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、针对双馈风力发电机组传统并网方式能量转换效率低、可靠性差的问题，提出一种改进的直流并网拓扑结构。

步骤二、针对改进的直流并网拓扑结构，对转子侧变流器(RSC)采用改进的定子磁链定向控制(SFO)。

步骤三、针对改进的直流并网拓扑结构，对定子侧变流器(SSC)采用改进的气隙电势定向控制(AEO)。

步骤四、加入有功功率的前馈补偿控制，补偿由电压波动引起的有功功率下降。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：1)本发明改进了DFIG机组直流并网拓扑结构，提高了系统的可靠性和经济性；2)本发明针对改进的直流并网拓扑结构，考虑定子励磁电流的动态分量，对转子侧变流器(RSC)采用改进的定子磁链定向控制(SFO)；3)本发明针对改进的直流并网拓扑结构，考虑气隙励磁电流的动态分量，对定子侧变流器(SSC)采用改进的气隙电势定向控制(AEO)；4)本发明公开了有功功率前馈补偿控制方法，令机组功率运行追踪次最优运行点，留有一定的容量备用，以响应由直流并网点电压波动引起的机组功率变化。

附图说明

图1是本发明的双馈风力发电机组接入直流微电网的控制方法流程图。

图2是传统直流并网拓扑结构图。

图3是改进直流并网拓扑结构图。

图4是本发明改进的转子侧变流器控制框图。

图5是本发明改进的定子侧变流器控制框图。

图6是本发明的功率补偿特性图。