[发明专利]一种基于虚拟惯量控制的DFIG轴系振荡的控制方法

权利要求书

1.一种基于虚拟惯量控制的DFIG轴系振荡的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：搭建含双馈型风电场的线性化系统模型；

S2：获取线性化系统模型的特征属性值，利用特征属性值对共轭特征根获取参与因子，根据参与因子辨识DFIG系统的轴系振荡模态；

S3：在线性化系统模型中引入虚拟惯量控制，改变虚拟惯量控制参数的取值，获取不同取值范围下的轴系振荡模态的根轨迹曲线及阻尼比的变化趋势；

S4：获取虚拟惯量控制参数在一定范围内对双馈风机的轴系振荡产生的抑制效果，调节合适的虚拟惯量控制参数，实现有效的DFIG轴系振荡控制；

所述的线性化系统模型的方程为：

式中，H_t为风力机的惯性系数，p为微分算子，K_sh为轴刚度系数，D_sh为阻尼系数，H_g为发电机的惯性系数，T_em为电磁转矩，ω_t为旋转角速度，ω_r为发电机转速，T_t为机械转矩；

步骤S2的具体内容为：

利用李雅普诺夫第一法获取线性化系统模型的静态稳定工作点，对静态稳定工作点进行特征值分析，获取线性化系统模型的特征属性值，利用特征属性值对共轭特征根获取参与因子，根据参与因子辨识系统的轴系振荡模态；

步骤S3具体包括以下步骤：

301)在线性化系统模型中引入虚拟惯量控制，选取虚拟惯量控制参数的取值范围，利用微分环节对DFIG系统的频率进行微分处理，即：

式中，x为引入的中间变量，f_meas为锁相环测量的系统频率，T为微分环节的时间常数；

302)引入虚拟惯量控制后，对RSC的输入有功功率参考值进行修正。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟惯量控制的DFIG轴系振荡的控制方法，其特征在于，步骤302)的具体内容包括：

RSC的输入有功功率参考值的表达式为：

式中，P_ref为输入RSC的有功功率的参考值，P_opt为MPPT控制模块输出的有功功率的参考值，P_in为虚拟惯量控制后产生的附加有功功率值，K_in为虚拟惯量控制参数；

采用PCC母线处测得的频率增量Δf作为虚拟惯量控制的输入量，对RSC的输入有功功率参考值进行修正，修正后的RSC的输入有功功率参考值ΔP_ref的表达式为：

式中，ΔP_in为经过控制环节后生成的附加有功功率，k_opt为最大风能跟踪常数，ω_t0为稳态时的旋转角速度。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟惯量控制的DFIG轴系振荡的控制方法，其特征在于，采用试代法选取虚拟惯量控制参数的取值范围。

4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟惯量控制的DFIG轴系振荡的控制方法，其特征在于，所述的特征属性值包括轴系振荡频率、左/右特征向量及阻尼比。