[发明专利]一种具有主动惯量响应能力的双馈风电机组

权利要求书

1.一种具有主动惯量响应能力的双馈风电机组，其特征在于，包括：网侧变流器惯性同步控制模块以及转子侧变流器虚拟同步控制模块；所述网侧变流器惯性同步控制模块用于控制双馈风电机组的网侧变流器，控制所述网侧变流器的无功功率并将电网频率的变化反应到直流母线电压的变化上；转子侧变流器改进型虚拟同步控制模块用于控制双馈风电机组的转子侧变流器，使得所述双馈风电机组具备类似同步发电机的外特性，以及惯量响应与频率支撑的能力，并同时具备对于发电机转速的直接控制能力；其中，

所述网侧变流器惯性同步控制模块包括：调制波频率生成模块以及调制波幅值生成模块；

所述调制波频率生成模块用于控制双馈风电机组的直流母线电压，使得直流母线电压的实际值快速跟踪其指令；

所述调制波幅值生成模块用于控制网侧变流器的无功功率，使得双馈风电机组的网侧变流器实现单位功率因数运行；

所述转子侧变流器虚拟同步控制模块包括：同步控制环、下垂控制环、励磁控制环以及预同步控制环；其中，

所述同步控制环用于模拟传统同步发电机的转子运动方程，实现最大功率跟踪并提供惯量响应；

所述下垂控制环用于根据直流母线电压动态修改下垂控制系数来提高双馈风电机组的稳态运行的稳定域度；

所述励磁控制环用于通过控制双馈风电机组的转子磁链幅值来控制双馈风电机组的无功功率；

所述预同步控制环用于对转子侧变流器并网之前的相角进行预同步；

所述下垂控制环中根据直流母线电压动态修改下垂控制系数具体为：将直流母线电压的实际值与其额定值之差，倍乘一个比例系数，叠加到下垂控制系数上，在电网频率跌落的过程中，下垂控制系数相应减小，从而避免系统振荡失稳；

所述转子侧变流器虚拟同步控制模块还包括：转速直接控制环，其用于直接控制双馈风电机组的发电机转速；

所述双馈风电机组的整机控制中还包括：浆距角控制环，其用于通过改变风轮叶片的浆距角将发电机转速维持在预设值；

所述下垂控制环、所述转速直接控制环以及所述浆距角控制环三者中，

在预设的中等风速范围内时，所述下垂控制环起作用；

在低于预设的中等风速范围时，所述下垂控制环以及所述转速直接控制环同时起作用；

在高于预设的中等风速范围时，所述下垂控制环以及所述浆距角控制环同时起作用。