[发明专利]一种基于超导磁储能的双馈风机低电压穿越方法

权利要求书

1.一种基于超导磁储能的双馈风机低电压穿越方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立超导磁储能系统，所述系统包括DC-DC变换器、超导线圈、电容及电压源型逆变器，超导线圈并联在DC-DC变换器之间，电容并联在DC-DC变换器和电压源型逆变器之间，电压源型逆变器A、B、C相与双馈风机转子侧并联连接；

S2：判断双馈电机是否处于故障状态，

在双馈电机运行在非故障状态时，注入所述电压源型逆变器的两个控制信号均置于0，此时连接所述双馈电机转子侧的所述电压源型逆变器处于热备用状态，不与转子绕组进行能量交换，所述DC-DC变换器执行平滑输出功率控制，

在双馈电机发生故障后，所述DC-DC变换器对所述电容进行稳压控制，所述电压源型逆变器执行暂态电压控制和电流反向跟踪控制，双馈电机转子侧逆变器执行所述暂态电压控制和所述电流反向跟踪控制，所述双馈电机转子侧逆变器和所述电压源型逆变器分别承担一半的无功电流和去磁电流。

2.如权利要求1所述一种基于超导磁储能的双馈风机低电压穿越方法，其特征在于，还包括超导磁储能系统与双馈风机转子侧变流器的协同控制，控制过程为：

正常运行时，超导磁储能电压源型逆变器不执行控制，超导磁储能DC-DC变换器执行平滑输出功率控制；

在故障情况下，超导磁储能DC-DC变换器执行电容电压控制，同时转子侧逆变器和超导磁储能电压源型逆变器执行暂态电压控制和电流反向跟踪控制。

3.如权利要求2所述一种基于超导磁储能的双馈风机低电压穿越方法，其特征在于，所述电容电压控制控制过程为：

输入信号由稳态控制信号替换为暂态控制信号，且所述暂态控制信号为0，此时直流侧电压参考信号的偏移信号为0，所述DC-DC变换器在故障情况下不参与调控有功功率，仅负责维持超导磁储能内电容电压的稳定。

4.如权利要求1或2所述一种基于超导磁储能的双馈风机低电压穿越方法，其特征在于，所述平滑输出功率控制的过程为：

在非故障情况下，所述DC-DC变换器的输入信号为双馈电机总实际输出功率与参考输出功率之差，所述输入信号经由PI控制器产生直流侧电压参考信号的偏移信号，所述偏移信号与直流侧电压参考信号相加后得到第二直流侧电压参考信号，所述第二直流侧电压参考信号与直流侧电压实际信号做减法运算后，经PI控制器产生输出信号，所述输出信号加上偏差值，产生PWM信号，所述PWM信号输入所述DC-DC变换器，控制所述超导线圈与双馈电机直流侧进行能量交换，得到平滑双馈电机总输出功率。

5.如权利要求4所述一种基于超导磁储能的双馈风机低电压穿越方法，其特征在于，所述输出信号的范围为[-0.5,0.5]，所述PWM信号的范围为[0,1]。

6.如权利要求1或2所述一种基于超导磁储能的双馈风机低电压穿越方法，其特征在于，所述暂态电压控制的过程为：

在故障发生后，双馈电机网侧逆变器控制器的无功功率输入端由稳态控制信号替换为暂态控制器，机端参考电压与机端实际电压相减后得到电压差值，所述电压差值输入PI控制器，得到系统需要注入的无功功率，所述无功功率再经限幅后的PI控制器，得到网侧q轴电流参考信号。

7.如权利要求1或2所述一种基于超导磁储能的双馈风机低电压穿越方法，其特征在于，所述电流反向跟踪控制的过程为：

在故障发生后，所述超导磁储能系统的逆变器与双馈风机转子侧逆变器的输入信号同时由稳态控制信号切换到暂态控制器；在所述暂态控制器中，计算得到三相定子磁链，并计算得到转子电流的参考信号，所述转子电流的参考信号经abc/dq变换得到暂态控制器的d轴信号和q轴信号，所述d轴信号分为两路，分别输入第一前馈电流参考模块和PI控制器，输出的两路信号相加得到处理后的d轴信号，同时，所述q轴信号分为两路，分别输入第二前馈电流参考模块和PI控制器，输出的两路信号相加得到处理后的q轴信号，处理后的d轴信号和处理后的q轴信号经过dq/abc变换得到控制信号，所述控制信号输入PWM控制器。