[发明专利]基于多绕组永磁发电机的直流串并联海上风电场及其控制方法

权利要求书

1.一种基于多绕组永磁发电机的直流串并联海上风电场的过电压限制控制方法，其特征在于，所述基于多绕组永磁发电机的直流串并联海上风电场包括一条或两条以上并联布置的并联集群，每一条并联集群包括多个串联布置的风电机组(1)，所述风电机组(1)包括多绕组永磁同步发电机(11)，所述多绕组永磁同步发电机(11)包括转子和套设在转子外的定子绕组，且所述定子绕组由N组三相永磁电机的定子绕组重复构成，且每一组三相永磁电机定子绕组的输出端依次连接有AC/DC变流器(12)以及DC/DC变流器(13)，且所述多绕组永磁同步发电机(11)的多个DC/DC变流器(13)的直流输出侧串联形成风电机组(1)的输出连接端子，所述过电压限制控制方法实施步骤包括：

1)根据风电场的可利用风功率与指令功率计算风电场中各风电机组的实际功率P_wt,i；

2)根据风电机组(1)的实际功率P_wt,i与风电机组(1)的端电压U_wt,i之间的数学关系，预测每个风电机组(1)的端电压U_wt,i；

3)判断每个风电机组(1)的端电压U_wt,i与极限电压U_limit之间的关系，并计算风电机组(1)的极限功率P_limit；

4)更新风电场的可利用风功率与指令功率

5)重新分配每台风电机组(1)的实际功率P_wt,i(k+1)，并使获得的每台风电机组(1)的实际功率P_wt,i(k+1)不超过极限功率P_limit；跳转执行步骤2)直至风电场中每台风电机组(1)没有过电压现象。

2.根据权利要求1所述的基于多绕组永磁发电机的直流串并联海上风电场的过电压限制控制方法，其特征在于，步骤1)中计算风电场中各风电机组实际功率P_wt,i的函数表达式如下：

上式中，P_wt,i(k/k＝1)为初始时刻k＝1时第i台风电机组(1)的实际功率，为风电场的可利用风功率，为风电场的指令功率，为第i台风电机组的可利用功率。

3.根据权利要求1所述的基于多绕组永磁发电机的直流串并联海上风电场的过电压限制控制方法，其特征在于，步骤2)中风电机组(1)的实际功率P_wt,i与风电机组(1)的端电压U_wt,i之间的数学关系的函数表达式如下：

上式中，U_wt,i为第i台风电机组的端电压，为海上风电场侧的总端电压，P_wt,i为第i台风电机组(1)的实际功率，P_c,i为第i个并联集群的输出功率，R_c为每个并联集群的总电阻。

4.根据权利要求1所述的基于多绕组永磁发电机的直流串并联海上风电场的过电压限制控制方法，其特征在于，步骤3)的详细步骤包括：

3.1)判断每台风电机组的端电压U_wt,i与极限电压U_limit之间的关系：假如风电机组的端电压U_wt,i没有超过极限电压U_limit，则表明风电场中没有风电机组出现过电压的现象；假如风电机组的端电压U_wt,i超过极限电压U_limit，则表明风电场中有风电机组出现了过电压现象；

3.2)根据极限电压U_limit计算风电机组的极限功率P_limit，且计算风电机组的极限功率P_limit的函数表达式如下：

上式中，P_limit为风电机组的极限功率，为海上风电场侧的总端电压，U_limit为极限电压，P_c,i为第i个并联集群的输出功率，R_c为每个并联集群的总电阻。