[发明专利]一种风电双馈变流器高电压穿越控制方法

权利要求书

1.一种风电双馈变流器高电压穿越控制方法，其特征在于：所述的控制方法通过以下五个控制策略共同作用实现：

策略一、改变网侧直流母线电压给定值；

策略二、采用网侧有功电流优先控制；

策略三、动态调整网侧卸荷投切滞环阈值；所述策略三的动态调整网侧卸荷投切滞环阈值的方法为：在电网电压升高和恢复的暂态过程，采用投切卸荷抑制直流母线过压；

卸荷投入条件为：直流母线电压大于投入阈值U_dccutin并且直流母线电压大于直流母线电压给定值U_dcset和设定余量△U_dcMax的和；

卸荷切出条件为：直流母线电压小于切出阈值U_dccutout或直流母线电压小于直流母线电压给定值U_dcset和设定余量△U_dcMax的和；

策略四、改进网侧锁相环控制；

策略五、优先控制机侧无功电流。

2.根据权利要求1所述的风电双馈变流器高电压穿越控制方法，其特征在于：当电网电压升高时，电流稳定控制的最大威胁是过调制，所述策略一，根据电网电压的升高幅度改变网侧直流母线电压给定值U_dcset，

U_dcset＝U_dcbase+U_dck×(U_T-U_dcb)，U_dcMinU_dcsetU_dcMax

式中，U_T为电网正序电压标幺值，U_dcbase为电网电压正常时直流母线电压给定值，U_dck为直流母线电压调整系数，U_dcb为直流母线电压调整偏置，U_dcMin为安全运行所允许的直流母线电压最小值，U_dcMax为安全运行所允许的直流母线电压最大值。

3.根据权利要求1所述的风电双馈变流器高电压穿越控制方法，其特征在于：所述策略二的网侧有功电流优先控制的方法为：为稳定直流母线电压，网侧变流器优先满足有功电流的需求，然后通过平方差求取最大无功电流给定值，并以此值作为无功电流给定值的限幅值。

4.根据权利要求3所述的风电双馈变流器高电压穿越控制方法，其特征在于：所述的最大无功电流给定值I_ndMax由下式求得，

式中，I_nn为网侧变流器额定电流，I_nq为网侧有功电流。

5.根据权利要求1所述的风电双馈变流器高电压穿越控制方法，其特征在于：所述策略四的改进网侧锁相环控制算法是在锁相环中引入解耦网络，避免了对称分量法正负序分离中使用的移相90°产生的响应滞后；使用LPF滤波，滤除正负序DQ轴电压中的谐波成分；对锁相环前端PI输入做标幺处理，使得角速度输出在不同的电网电压幅值情况下，具有近似的响应速度。

6.根据权利要求5所述的风电双馈变流器高电压穿越控制方法，其特征在于：所述的改进网侧锁相环控制算法如下：

(1)电网电压v_abc经过变换到αβ坐标系下的电压，记为v_αβ；

(2)获取电网角度θ后电压经过解耦单元变换得到正序电压参考，记为

(3)控制器的电压参考与LPF滤波后负序坐标系电压的解耦变换值做差，得到误差信号经过标幺化处理得到进入PI调节器；

(4)PI调节器输出得到电网角频率ω，进而计算出电网角度θ；

(5)电流控制器获取到电流信号之后，通过锁相环输出的电网角度θ，进行正负序分离，再将分离后的序分量输入到PI调节器，正序电流控制器输出正序电压，负序电流控制器输出负序电压同时进入SVPWM调试算法，驱动功率单元IGBT动作。

7.根据权利要求1所述的风电双馈变流器高电压穿越控制方法，其特征在于：所述策略五的优先控制机侧无功电流的方法为：机侧变流器以无功优先模式运行，产生感性无功，抑制电网电压升高；剩余容量维持足够的转矩输出，抑制发电机超速；

最大有功电流给定值I_qMax由下式求得，

式中，I_s为变流器最大电流，I_d为无功电流，U_T为电网正序电压标幺值，I_N为风电机组额定电流。