[发明专利]发电系统、用于抑制次同步振荡的系统以及用于控制功率系统运行的方法

权利要求书

1.一种发电系统，其包括：

双馈入感应发电机，其包括转子与耦合到电网的定子；

功率变换器，其包括耦合到所述发电机的所述转子上的转子侧变换器、耦合到所述电网的电网侧变换器及耦合在所述转子侧变换器和所述电网侧变换器之间的直流母线；以及

控制器，其包括用于对所述转子侧变换器进行控制的转子侧控制器和用于对所述电网侧变换器进行控制的电网侧控制器，所述转子侧控制器包括补偿器，所述补偿器具有传递函数并且被配置用于对抗所述发电机的负阻效应以抑制次同步振荡，其中，所述传递函数在同步坐标系下被表达为如下：

其中，K代表所述传递函数、s代表拉普拉斯算子、j代表虚数单元、ω₀代表所述发电机的定子侧的同步频率、ω_r代表所述转子的转速、以及σ₁和σ₂代表用来增强所述发电系统内部稳定性的阻尼参数，并且，σ₁和σ₂基于所述控制器的原始控制能力、所述发电系统的控制对象参数、外部扰动以及所述发电系统的动态响应需求中的一个或多个来确定。

2.如权利要求1所述的发电系统，其中，所述补偿器在所述发电机中的交流成分的频率低于所述转子的所述转速时被使能。

3.如权利要求1所述的发电系统，其中，所述转子侧控制器包括：

电流调节器，其用于基于所述转子的转子电流指令和所述转子的转子电流反馈之间的转子电流误差来生成所述转子的转子电压指令，其中所述补偿器被引入到所述电流调节器中并被配置用于对所述转子电压指令进行补偿，从而生成补偿后的转子电压指令；及

调制器，其用于基于所述补偿后的转子电压指令来生成脉宽调制信号给所述转子侧变换器。

4.如权利要求3所述的发电系统，其中，所述电流调节器包括具有比例控制器和积分控制器的比例-积分调节器。

5.如权利要求4所述的发电系统，其中，所述补偿器位于所述比例控制器的上游或下游。

6.如权利要求4所述的发电系统，其中，所述补偿器位于所述比例控制器和所述积分控制器的上游或下游。

7.如权利要求4所述的发电系统，其中，所述电流调节器还包括用于提高所述发电系统的电流响应性能的解耦控制器。

8.如权利要求7所述的发电系统，其中，所述解耦控制器被配置用于接收所述转子电流反馈、所述转子电流指令和所述转子电流误差中的其中一个并输出解耦后的电压，所述转子电压指令或所述补偿后的转子电压指令包括所述解耦后的电压。

9.如权利要求7所述的发电系统，其中，所述补偿器位于所述比例控制器、所述积分控制器和所述解耦控制器的下游。

10.如权利要求1所述的发电系统，其中，所述发电机的所述定子和所述电网侧变换器通过串联补偿传输线连接到所述电网。

11.如权利要求1所述的发电系统，其中，所述发电系统包括风力发电系统。