[发明专利]一种双馈风力发电并网系统虚拟电容控制方法

权利要求书

1.一种适用于双馈风力发电并网系统在低电压穿越期间的虚拟电容控制方法，用于提高双馈风力发电并网系统在电网对称短路故障期间的动态稳定性；其特征在于：本方法涉及对双馈风力发电并网系统锁相环输入的三相电压信号进行控制，具体步骤如下；

A1)双馈风力发电并网系统采用电动机惯例，故障期间采集并网点三相电压信号V_PCC，按照下式计算双馈风力发电并网系统锁相环的输入电压V’_PCC：

式中，I_G是故障期间双馈风力发电并网系统向电网输入的电流，s为拉普拉斯算子，C_V为双馈风力发电并网系统虚拟电容值；G_reso(s)为带阻滤波器传递函数，其中带通滤波器的谐振频率选择故障期间发生振荡失稳的频率；

A2)步骤A1)中双馈风力发电并网系统虚拟电容值C_V对应的容抗等于外部电网阻抗，外部电网阻抗通过在线阻抗测量得到，按照下式计算双馈风力发电并网系统虚拟电容值C_V：

式中，ω₀是双馈风力发电并网系统的振荡频率，L_L为外部电网阻抗电感值；

A3)将步骤A1)和A2)得到的电压V’_PCC在电网发生对称短路故障时输入到双馈风力发电并网系统的锁相环，双馈风力发电并网系统的定子侧输出阻抗Z_{rsc_re}和网侧逆变器输出阻抗Z_{gsc_re}满足以下公式：

即可对双馈风力发电并网系统锁相环模块输入电压的控制来提高系统在故障期间的动态稳定性；其中，R_s、R_r分别为双馈电机定子电阻和转子电阻；L_ls、L_lr、L_ms、L_mr、L分别为定子漏感、转子漏感、定子自感、转子自感和网侧滤波器电感；I₁、I_r1、V₁分别为基频定子侧电流、转子侧电流和电压的幅值；D₀、Q₀、D_r0、Q_r0为与稳态工作点有关的直流量；K_dq、K_e分别为交叉耦合系数和电机匝比；f₁、s分别为基频频率和拉普拉斯算子；ρ(s)＝(s-jω_r)/s，ω_r为转子转速；G(s)＝±jH_PLL(s)/(1+V₁H_PLL(s))，H_PLL(s)＝(k_pp+k_pi/s)/s，k_pp、k_pi分别为锁相环的比例系数和积分系数；H_i(s)＝(k_ip+k_ii/s)，k_ip、k_ii分别为电流环比例系数和积分系数。