[发明专利]具有电压源特性的全功率变换风电机组

权利要求书

1.一种具有电压源特性的全功率变换风电机组，其特征在于，包括：网侧单元、机侧单元；

所述网侧单元与机侧单元相连；

所述网侧单元包括：网侧变流器；

所述网侧变流器控制直流侧电压；

所述网侧变流器包括：网侧变流器控制环路；

所述网侧变流器控制环路中的直流侧电压经过积分器，积分器的输出为网侧变流器调制波的相位；网侧变流器无功功率的参考值与反馈值之差经过比例积分调节器，该比例积分调节器的输出与额定调制电压之和即为网侧变流器的实际调制电压；根据该实际调制电压与相位生成网侧变流器的调制信号用于正弦脉宽调制。

2.根据权利要求1所述的具有电压源特性的全功率变换风电机组，其特征在于，所述积分器的增益为电网角频率基准值ω_Bg；

所述电网角频率基准值ω_Bg＝314.15926rad/s；

所述网侧变流器控制环路中的直流侧电压经过一个增益为电网角频率基准值ω_Bg的积分器，积分器的输出为网侧变流器调制波的相位θ；网侧变流器无功功率的参考值与反馈值之差经过比例积分调节器，该比例积分调节器的输出与额定调制电压U_t0之和即为网侧变流器的实际调制电压U_t；根据该实际调制电压U_t与相位θ生成网侧变流器的调制信号用于正弦脉宽调制。

3.根据权利要求2所述的具有电压源特性的全功率变换风电机组，其特征在于，在网侧变流器控制环路中加入稳定及频率感知综合控制器；

所述稳定及频率感知综合控制器测量直流电压，经过放大器K_PSS和时间常数为T_dc的高通滤波器后，所述稳定及频率感知综合控制器输出叠加到网侧变流器的调制电压上；所述稳定及频率感知综合控制器能够使直流电压仅感知电网频率变化。

4.根据权利要求3所述的具有电压源特性的全功率变换风电机组，其特征在于，所述稳定及频率感知综合控制器需整定的参数包括以下任一种或者任多种参数：

-高通滤波时间常数T_dc；

-致稳控制系数K_PSS；

所述高通滤波时间常数T_dc1/ω_res；

所述K_PSS的最大取值K_PSSmax为:

式中，m_max为网侧变流器调制比的最大值，采用SPWM调制时其值为0.5；为网侧变流器交流侧输出电压的标幺值；U_Base为交流电压的基值；U_dcB为直流侧电压的基值。

5.根据权利要求4所述的具有电压源特性的全功率变换风电机组，其特征在于，

整定致稳控制系数K_PSS时，设置致稳控制系数K_PSS的值小于K_PSSmax。

6.根据权利要求2所述的具有电压源特性的全功率变换风电机组，其特征在于，所述机侧单元包括：机侧变流器、风轮；

采用机侧变流器控制风轮捕获的风功率；

所述机侧变流器采用基于转子磁链定向的矢量控制方式；

所述机侧变流器控制方法如下：

发电机转速的三次方与最优功率系数k_opt之积作为机侧变流器输出功率的参考值直流侧电压经过一时间常数为T的一阶低通滤波器，再经过一个增益为-K_C的微分环节后输出为

7.根据权利要求2所述的具有电压源特性的全功率变换风电机组，其特征在于，所述机侧单元包括：机侧变流器控制环路；

所述机侧变流器控制环路包括：机侧稳定控制器；

所述机侧稳定控制器为惯量传递控制环路中加入的三级时间常数为T₂的一阶低通滤波器，且三级低通滤波器采用串联的方式连接。