[发明专利]一种双馈感应风电机组连续故障穿越控制方法

说明书

本发明公开了一种双馈感应风电机组连续故障穿越控制方法，通过定子三相电压电流信号计算定子磁链，计算定子磁链分量ψ_{st_αβ}，进而得其幅值，从而得k_de；通过ψ_{st_αβ}变换得ψ_{st_d}、ψ_{st_q}，结合k_de可得转子灭磁电流指令值；计算机端电压连续变化时的转子无功电流指令值：计算转子电流指令值：将转子电流指令值输入转子侧变换器电流内环控制环节，得到转子侧变换器的控制电压：将控制电压进行空间矢量调制，获得机侧变换器PWM驱动信号，实现机端电压连续变化条件下双馈感应风电机组的故障穿越控制。本方法可以增强机端电压连续变化条件下双馈感应风电机组的故障穿越能力，实现双馈风电机组的连续故障穿越。

技术领域

本发明涉及一种双馈感应风电机组连续故障穿越控制方法，以期增强机端电压连续变化条件下双馈感应风电机组的故障穿越能力，实现双馈感应风电机组的连续故障穿越并在故障穿越过程中输出无功电流支撑电网电压，属于新能源发电领域。

背景技术

我国风能资源多分布在东北、西北和华北北部地区，这些地区的风电就地消纳能力十分有限，因此多采用高压直流输电系统远距离大容量输送电力，以解决风能资源与负荷需求区域逆向性分布的矛盾。高压直流输电系统虽在远距离大容量输电方面有明显的优势，但也引入了一些新的问题。换相失败故障是高压直流输电系统的常见故障形式。当高压直流输电系统发生换相失败时，送端交流电网电压呈现先低后高且连续变化的特性。由于双馈感应风电机组定子绕组与电网直接相连，导致其对机端电压变化异常敏感。高压直流输电系统的换相失败故障可能导致并网双馈感应风电机组脱网，这严重降低了送端电网的暂态稳定性。因此，需研究双馈感应风电机组的连续故障穿越控制方法，增强双馈感应风电机组机端电压连续变化条件下的故障穿越能力，实现换相失败故障穿越。目前，针对双馈感应风电机组的故障穿越控制，国内外学者已开展了相关研究，如已公开的下列文献：

(1)Donghai Zhu，Xudong Zou，Lu Deng，Qingjun Huang，Shiying Zhou，YongKang，“Inductance-Emulating Control for DFIG-Based Wind Turbine to Ride-Through Grid Faults，”IEEE Transactions on Power Electronics.，vol.32，no.11，pp.8514-8525，Nov.2017.

(2)Dao Zhou and Frede Blaabjerg，“Optimized Demagnetizing ControlofDFIG Power Converter for Reduced Thermal Stress During Symmetrical GridFault，”IEEE Transactions on Power Electronics.，vol.33，no.12，pp.10326-10340，Dec.2018.

文献(1)提出了虚拟电感控制策略，但所提控制策略在高电压故障穿越时的过电流抑制能力较差；文献(2)将电网电压故障期间的定子暂态直流磁链引入转子电流参考值，以实现双馈感应风电机组的故障穿越控制。但当双馈感应风电机组机端电压连续变化时，暂态直流磁链难以准确快速的测量，这严重降低了机端电压连续变化条件下双馈感应风电机组的故障穿越能力。另外，上述控制策略均未考虑故障穿越过程中双馈感应风电机组的快速无功支撑能力。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提出一种机端电压连续变化条件下的双馈感应风电机组故障穿越控制方法，该方法可以增强机端电压连续变化条件下双馈感应风电机组的故障穿越能力，实现双馈风电机组的连续故障穿越，同时可在故障穿越过程中输出无功电流以支撑电网电压。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种双馈感应风电机组连续故障穿越控制方法，本方法涉及机端电压连续变化条件下双馈感应风电机组的故障穿越控制；具体步骤如下，