[发明专利]一种采用附加补偿项的DFIG转子侧变换器故障穿越控制方法

说明书

本发明一种采用附加补偿项的DFIG转子侧变换器故障穿越控制方法，属于双馈风力发电机转子侧变换器控制技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种采用附加补偿项的DFIG转子侧变换器故障穿越控制方法结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：建立DFIG转子侧变换器的功率外环数学模型；建立DFIG转子侧变换器的电流内环数学模型；选择DFIG的转子电流、转子电压为输入变量，附加补偿项作为输出变量，采用模糊控制实现对附加补偿项的控制，利用附加补偿项改变电流内环的结构，经过附加补偿改变后的转子电流内环控制结构输入SVPWM实现对转子侧变换器的控制。本发明应用于双馈风力发电机。

技术领域

本发明一种采用附加补偿项的DFIG转子侧变换器故障穿越控制方法，属于采用附加补偿项的DFIG转子侧变换器故障穿越控制方法技术领域。

背景技术

随着现今DFIG在大电网装机容量占比的持续攀升，其对电网可靠性与电能质量的影响也日趋深远，在电网电压发生持续时间较短的跌落故障时，风电机组若考虑自身设备的安全性则会退出运行，对于电网来说影响可靠性也可能引发更大面积的脱网事故，若机组仍保持并网运行则会对机组本身的安全产生威胁，为解决这一问题，故障穿越能力已成为风电机组的必备要求。

电网发生故障跌落时，双馈电机系统的暂态过程较为短暂且剧烈，各电气量例如转子电流、电压均会发生较大的变化过程，若超出机组的安全规定值则会对机组器件产生永久性的损害。故障期间，常用的数学模型不再适用，若要采取控制策略必须建立双馈电机在故障期间的准确数学模型，这对于双馈电机这种高度耦合、非线性、多变量的系统来说很难用精确的数学公式来表达故障期间的变量，因此一般的双馈电机故障穿越方法均受此限制导致精确度低、方法固定、缺乏灵活性。

模糊控制不需要精确的数学模型，只需要把故障期间需要控制的变量采用由人的经验构成的模糊规则库进行模糊推理，即可实现对受控变量的控制过程，该方法简单便于实施，灵活性较高，尤其适用于双馈风电系统。综上所述，提出了一种采用附加补偿项的DFIG故障穿越方法简单有效、适应性好、准确度高。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种采用附加补偿项的DFIG转子侧变换器故障穿越控制方法的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种采用附加补偿项的DFIG转子侧变换器故障穿越控制方法，包括如下步骤：

步骤一：建立DFIG转子侧变换器的功率外环数学模型；

步骤二：建立DFIG转子侧变换器的电流内环数学模型；

步骤三：选择DFIG的转子电流、转子电压为输入变量，附加补偿项作为输出变量，采用模糊控制实现对附加补偿项的控制，利用附加补偿项改变电流内环的结构，根据故障期间转子电流、电压的大小，利用模糊控制器调节附加补偿项的大小，实现对电流内环的PI闭环控制；

步骤四：将步骤三中经过附加补偿改变后的转子电流内环控制结构输入SVPWM实现对转子侧变换器的控制。

所述步骤一中功率外环数学模型的建立具体采用滑模控制器实现对DFIG转子侧变换器的功率外环控制，具体步骤为：

步骤1.1：设定子端的功率误差为：

或

上式中：P₁和分别代表DFIG定子端输出有功功率的实际值与给定值，Q₁和分别代表DFIG定子端输出无功功率的实际值与给定值；

选取功率外环系统的滑模面方程为：

上式中：C为大于0的常数；

设定积分初值为：