[发明专利]一种双馈异步发电机组的准最优控制方法及系统

权利要求书

1.一种双馈异步发电机组的准最优控制系统，其特征在于，包括原动机、双馈异步发电机、双馈变流器和功率控制装置；

原动机为机械能量转化装置，用于驱动双馈异步发电机旋转，双馈变流器根据双馈异步发电机的转速，输出不同频率、相序、大小及相位的励磁电流到双馈异步发电机的转子绕组，实现双馈异步发电机的变速恒频运行；功率控制装置用于调整输入到原动机的机械功率，使双馈异步发电机的转速随输入的机械功率的变化而变化，进而调整双馈异步发电机、双馈变流器的运行状态，实现双馈异步发电机组的准最优控制。

2.根据权利要求1所述的一种双馈异步发电机组的准最优控制系统，其特征在于，双馈异步发电机在原动机的驱动下旋转，双馈异步发电机的转速由原动机输入的驱动转矩和双馈变流器输出的制动转矩共同控制。

3.根据权利要求1所述的一种双馈异步发电机组的准最优控制系统，其特征在于，双馈变流器包括网侧变流器、直流母线及机侧变流器，构成交-直-交的结构。

4.根据权利要求3所述的一种双馈异步发电机组的准最优控制系统，其特征在于，调整双馈异步发电机、双馈变流器的运行状态，具体如下：

将双馈异步发电机的运行状态分区，双馈异步发电机处于在亚同步和超同步状态时，以双馈异步发电的方式运行，机侧变流器工作于DC-AC的模式；

扩大双馈异步发电机处于同步发电状态的运行区间，使双馈异步发电机以同步发电的方式运行，机侧变流器工作于DC-DC的模式，向双馈异步发电机的转子绕组提供直流励磁电流。

5.根据权利要求4所述的一种双馈异步发电机组的准最优控制系统，其特征在于，当双馈异步发电机的转速低于同步转速时，双馈变流器以常规亚同步方式运行；

当双馈异步发电机的转速高于同步转速时，双馈变流器以常规超同步方式运行；

当双馈异步发电机的转速等于同步转速时，双馈变流器机侧变流器工作于DC-DC变换模式，向双馈异步发电机的转子绕组提供直流励磁电流，网侧变流器工作于AC-DC变换模式；

双馈变流器能够跟据原动机的运行工况动态调整运行模式，使双馈异步发电机、双馈变流器在异步发电与同步发电之间灵活切换。

6.根据权利要求5所述的一种双馈异步发电机组的准最优控制系统，其特征在于，功率控制装置用于调整输入到原动机的机械功率，使双馈异步发电机的转速随输入的机械功率的变化而变化，将原来按最优输入-转速曲线运行的双馈异步发电机的运行状态调整为根据原动机的输入状态，分区间以不同的转速运行。

7.根据权利要求6所述的一种双馈异步发电机组的准最优控制系统，其特征在于，随原动机输入功率的增加，双馈异步发电机按常规亚同步状态运行；

当原动机输入增加到第一阈值后，双馈异步发电机的转速迅速增加到同步转速，在原动机输入继续增加到第二阈值之前，双馈异步发电机以直流励磁同步发电状态运行；

当原动机输入增加到第二阈值后，双馈异步发电机的转速迅速增加，双馈异步发电机运行于超同步状态，之后功率增加，双馈异步发电机运行于超同步状态；

原动机输入减少时，转换过程相反。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种双馈异步发电机组的准最优控制系统，其特征在于，第一阀值、第二阀值处按滞后区间设置。

9.一种双馈异步发电机组的准最优控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构造双馈异步发电系统，包括双馈异步发电机和原动机；

S2、根据双馈异步发电机的转速等于、低于和高于同步转速时的状态，将双馈异步发电机的运行状态分为分为同步发电状态、亚同步状态和超同步状态；

S3、通过功率控制装置调整输入到原动机的机械功率，使双馈异步发电机的转速随输入的机械功率的变化而变化，将原来按最优输入-转速曲线运行的双馈异步发电机的运行状态调整为根据原动机的输入状态，分区间以不同的转速运行。