[发明专利]双馈异步风电机组在微电网中的电压频率协调控制方法

权利要求书

1.一种双馈异步风电机组在微电网中的电压频率协调控制方法，其特征在于，其中双馈异步风电机组有功频率控制方法为：系统发生频率变化时，对测量的系统频率f_meas与设定的基准值f_n进行比较做差获得Δf，Δf与f_meas信号分别通过频率控制中的虚拟惯量控制与f-P下垂控制进而获得有功补偿量ΔP，并和前一时间点的减载有功输入参考值P′_opt求和获得此时的有功参考值P_ref，将系统频率稳定在新的稳定点；

其中双馈异步风电机组电压控制方法为：

1)当系统正常运行时，电压控制能够根据监测点的实时电压信号，调节DFIG风电机组的无功功率输出，抑制DFIG风电机组因有功输出变化导致的电压持续波动；

2)当系统发生负荷突变时，电压频率控制以V-Q下垂控制与系统内其他分布式电源进行无功分配，共同参与系统的电压支撑；

3)当检测到监测点电压发生越限时，调节其自身的无功输出，帮助电压恢复至运行运行的偏移范围之内，保证电压稳定，增加逻辑积分环节f和逻辑积分环节d，配合原V-Q下垂控制共同作用，根据电压越限情况进行自身的无功输出调节；

4)整个电压支撑过程中的无功输出，根据双馈异步风电机组的有功输出计算获得无功功率极限进行限幅，在保证有功输出的前提下，最大发挥双馈异步风电机组的无功调节能力。

2.根据权利要求1所述双馈异步风电机组在微电网中的电压频率协调控制方法，其特征在于，所述双馈异步风电机组有功频率控制方法具体如下：

通过虚拟惯量环节与f-P下垂控制环节生成的有功补偿量ΔP为：

ΔP=-ki×dfdt-kp×Δf]]>

其中k_i为虚拟惯量增益系数，k_p为f-P下垂系数；

频率控制减载部分的有功输入参考值P′_opt为：

P′_opt＝(1-K％)×P_opt

其中P_opt为MPPT下的DFIG有功参考值，K％为减载率；

频率控制部分的输出有功参考值P_ref为：

Pref=Popt′+ΔP=(1-K%)×Popt-ki×dfdt-kp×Δf.]]>

3.根据权利要求1或2所述双馈异步风电机组在微电网中的电压频率协调控制方法，其特征在于，所述双馈异步风电机组电压控制方法具体实现方法如下：对测量的系统电压U_meas与设定的控制目标电压U_n进行做差获得电压变化量ΔU，ΔU_f为双馈异步风电机组端口电压波动阈值，ΔU_lim为双馈异步风电机组端口电压偏移量阈值，电压控制中的电压逻辑综合判别DFD模块根据不同ΔU进行判断选择相应的无功补偿模式：

当|ΔU|≤|ΔU_f|，判断此时微电网正常运行，但微电网电压因风电机组有功输出与系统内小负荷投切变化存在持续波动，积分模块f与V-Q处于工作状态，共同进行电压波动的抑制；

当|ΔU_f|＜|ΔU|≤|ΔU_lim|，判断此时微电网存在电压变化，此时两个逻辑积分模块均为闭锁状态，为保证风电机组与其他分布式电源配合，电压控制仅以V-Q下垂控制运行，构成微电网对等控制，提高微电网稳定性；

当|ΔU|＞|ΔU_lim|，判断此时监测点电压存在越限，逻辑积分模块d动作，与V-Q下垂控制共同作用，进一步增加风电机组的无功输出，使得微电网电压运行在允许范围内；

整个DFD模块生成的无功补偿量ΔQ为：

ΔQ＝ΔQ_droop+ΔQ_f+ΔQ_d＝k_q·ΔU+k_f∫ΔUdt+k_d∫ΔUdt

其中k_f为f积分环节增益系数，k_d为d积分环节增益系数；

相应的输出的无功参考值Q_ref为：

Q_ref＝Q₀+ΔQ

其中Q₀为监测点电压稳定为U_n下的无功输出值；

通过风电机组的频率控制输出的有功输出参考值P_ref实时计算获得双馈异步风电机组的无功功率极限Q_lim·max、Q_lim·min；将电压控制输出的无功参考值Q_ref与其进行比较：

当Q_lim·min≤Q_ref≤Q_lim·max，无功输出参考值在无功功率极限范围之内，此时输出Q_ref·m等于Q_ref；

当Q_lim·max＜Q_ref或Q_ref＜Q_lim·min，无功输出参考值超出无功功率极限范围，此时输出的Q_ref·m等于Q_lim·max或Q_lim·min。