[发明专利]一种采用PGSC和SGSC的DFIG的Lyapunov协调控制方法

说明书

本发明涉及一种采用PGSC和SGSC的DFIG的Lyapunov协调控制方法，该方法在DFIG定子侧增加一个串联变压器和一个SGSC，串联变压器次级串联在DFIG定子与电网之间，SGSC输入端接PGSC输入端，SGSC输出端通过电感L接串联变压器初级，SGSC采用基于Lyapunov控制，能够利用SGSC产生的谐波来抵消PGSC的二倍频谐波，定子电压易于控制，从而实现对系统总输出功率二倍频波动的抑制，在减小不平衡电网电压对RSC系统的影响，提高RSC系统不平衡电网电压的穿越运行能力的同时来实现系统的全局稳定性。与现有技术相比，本发明具有响应速度快、鲁棒性强、控制参数少等优点。与现有技术相比，本发明具有等优点。

技术领域

本发明涉及一种分布式发电控制技术，尤其是涉及一种采用PGSC和SGSC的DFIG的Lyapunov协调控制方法。

背景技术

随着风电机组对电力系统稳定性影响的增加，保证在电网电压出现不平衡时风电机组不脱网运行显得尤为重要。在众多的风力发电机中双馈异步发电机(Doubly FedInduction Generator，DFIG)以其相对低廉的成本而得到广泛应用。DFIG的转子采用两个PWM变换器，即转子侧变换器(Rotor-Side Converter，RSC)和网侧变换器(Grid-SideConverter，GSC)。由于两个变换器通过中间的直流母线和大电容相连接，因此，可以通过网侧变换器实现网侧独立的解耦控制，得到其控制目标，改善控制质量。现有的双馈异步电机因定子电压较难控制导致响应速度较慢，且鲁棒性不强。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种采用PGSC和SGSC的DFIG的Lyapunov协调控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种采用PGSC和SGSC的DFIG的Lyapunov协调控制方法，用于在电网电压不平衡情况下对DFIG的机侧和网侧变换器进行协调控制，该方法在DFIG的转子采用RSC和与之并联的并联网侧变换器(parallel GSC，PGSC)，两个变换器通过中间的直流母线和大电容相连接，在DFIG的定子侧增加一个串联变压器和一个串联网侧变换器(series GSC，SGSC)，串联变压器次级串联在DFIG定子与电网之间，SGSC的输入端与PGSC的输入端连接，SGSC的输出端通过电感L接串联变压器初级，该方法对DFIG的机侧和网侧变换器进行协调控制的具体步骤包括：

S1：对SGSC采用基于Lyapunov的协调控制，建立正、负序模型，并计算SGSC的控制目标及不同控制目标下的网侧电流参考值。

SGSC的控制目标为：

DFIG定子侧电压的正序分量u_s+与电网电压正序分量u_g+始终一致，控制定子侧电压负序分量u_s-使其为零，即：

电压不平衡下电网输至PGSC的瞬时功率S，整理成矩阵形式为：

式中，上标p、n分别代表正、负序分量，下标d、q代表dq轴分量，+、-分别代表坐标轴的正、反转方向，分别为正序分量在正转坐标系d轴和q轴上的网侧电压分量，分别为负序分量在负转坐标系d轴和q轴上的网侧电压分量，分别为正序分量在正转坐标系d轴和q轴上的网侧电流分量，分别为负序分量在正转坐标系d轴和q轴上的网侧电流分量，下标g_av、g_sin2、g_cos2分别表示PGSC功率的直流分量、二倍频正弦分量、二倍频余弦分量，P、Q分别为有功功率、无功功率。

SGSC的控制目标包括：

目标一：网侧输入的电流不含负序分量，即：