[发明专利]一种弱网环境下双馈风机故障穿越期间电流指令控制方法

权利要求书

1.一种弱网环境下双馈风机故障穿越期间电流指令控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分析双馈风机并网系统在电网跌落故障期间的小干扰稳定性，得到有功、无功电流指令的稳定拟合函数，包括以下子步骤：

(1.1)建立双馈风力发电系统的小信号模型，包括以下子步骤：

(1.1.1)求取双馈风力发电机的状态方程，可以得到：

其中，上标b可以代表理想同步坐标系，为转子电流的d,q轴分量，为定子电流的d,q轴分量，为转子电压的d,q轴分量，为并网电压的d,q轴分量，为定子磁链的d,q轴分量，为转差角频率；σ为漏感系数，L_m为定转子间互感，L_s为定子电感，L_r为转子电感；R_s为定子电阻；R_r为转子电阻；ω_r为转子角频率；ω_b为电网角频率；(1.1.2)求取锁相环的状态方程，可以得到：

其中，x_δ为锁相环的中间变量，k_ip为锁相环的积分系数，为的q轴分量，为并网电压的稳态运行点，δ为锁相环的输出相位角，k_pp为锁相环的比例系数；

(1.1.3)求取电流环的状态方程，可以得到：

其中，上标c可以代表锁相环同步坐标系，可以由从理想同步坐标系转换到锁相环同步坐标系得到，为转子电流指令值；x_rdq为电流环的中间变量；k_ii为电流环的积分系数；k_pi为电流环的比例系数；

(1.1.4)求取弱电网的状态方程，可以得到：

其中，C_f为滤波电容，为并网电流的d,q轴分量，R_eq为电网线路电阻，L_eq为电网线路电感，u_eq为电网电压；

(1.1.5)将步骤(1.1.1)～(1.1.4)得到的状态方程依次线性化，即可得到双馈风力发电系统的小信号模型：

其中，Δx为状态变量，为状态变量Δx的一阶微分；x_rd、x_rq为x_rdq的d轴分量、q轴分量，i_rd、i_rq为的d轴分量、q轴分量，u_sd、u_sq为的d轴分量、q轴分量，i_td、i_tq为的d轴分量、q轴分量，为的d轴分量、q轴分量，为转子磁链的d,q轴分量；A为状态空间矩阵；

(1.2)基于步骤(1.1.5)建立的小信号模型，对状态空间矩阵A求取特征根，根据李雅普诺夫稳定判据分析不同的有功电流指令与无功电流指令的组合对系统稳定性的影响，得到多组使系统处于临界稳定的有功电流指令和无功电流指令；

(1.3)对步骤(1.2)中多组使系统处于临界稳定的有功电流指令和无功电流指令进行多项式拟合，得到以有功电流指令为因变量的稳定拟合函数f_fit；

(2)根据步骤(1.3)得到的稳定拟合函数f_fit，得到有功电流指令I_{rd_ref}与无功电流指令I_{rq_ref}的约束范围如下：

其中，I_code为根据并网导则得到的无功电流指令最小值，I_cap为双馈风机变流器容量限制的最大电流值。

2.如权利要求1所述弱网环境下双馈风机故障穿越期间电流指令控制方法，其特征在于，所述步骤(1.1.3)中理想同步坐标系与锁相环同步坐标系之间的转换关系如下：

F^c＝F^be^-jδ

其中，F代表物理量。

3.如权利要求1所述弱网环境下双馈风机故障穿越期间电流指令控制方法，其特征在于，所述步骤(1.3)中的多项式拟合为二次多项式拟合。