[发明专利]电网电压不对称跌落时直驱风机系统无功控制方法

权利要求书

1.一种电网电压不对称跌落时直驱风机系统无功控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：根据风速计算风力机的最大输出功率Pmmax；

步骤S2：计算电网电压不对称跌落时电压的正负序dq轴分量，根据电压及无功控制的需求确定直驱风机系统的无功功率，并计算网侧变流器的无功电流参考值；

步骤S3：根据风力机的最大输出功率和网侧电流计算网侧变流器有功电流参考值；

步骤S4：根据网侧变流器的电流参考值计算机侧变流器的有功功率参考值，根据所得的有功功率参考值控制风力机的转速，使其工作在风力机转矩-转速特性曲线的稳定运行区域；

步骤S1具体包括以下步骤：

测量风速v，根据下式计算风力机的最大输出功率Pmmax：

其中，ρ为空气密度，R为风轮半径，β为桨距角，λ为叶尖速比，Cp为风能利用系数；当λ取最佳叶尖速比λ_opt时，Cp为最大风能利用系数Cpmax，χ为中间参数；

步骤S2中，计算网侧变流器的无功电流参考值具体包括以下步骤：

步骤S21：采集三相电网电压u_a、u_b和u_c；

步骤S22：根据下式计算出三相电网电压u_a、u_b和u_c在两相静止坐标系下的分量u_α和u_β：

步骤S23：根据下式计算两相静止坐标系下的电压正负序分量和

其中，是一个90°滞后的移相运算；

步骤S24：根据下式计算出电网电压在两相旋转坐标系下的正负序分量和

其中，θ为电网电压矢量旋转角度；

步骤S25：根据系统无功控制需求，分配风机系统无功功率Q_ref，根据下式计算网侧变流器的无功电流参考值：

2.根据权利要求1所述的电网电压不对称跌落时直驱风机系统无功控制方法，其特征在于：在步骤S3中，据风力机的最大输出功率和网侧电流计算网侧变流器有功电流参考值的公式是：

其中，i^P为网侧电流幅值。

3.根据权利要求2所述的电网电压不对称跌落时直驱风机系统无功控制方法，其特征在于：步骤S4中，通过机侧变流器控制风力机转速具体包括以下步骤：

步骤S41：根据网侧变流器的电流参考值计算机侧变流器的有功功率参考值的公式是：

步骤S42：根据机侧变流器有功功率参考值计算发电机q轴电流参考值的公式是：

其中，pn为发电机的极对数，ψ_f为永磁体的磁链，ω_m为发电机的转速；

步骤S43：机侧变流器采用零d轴电流控制，通过控制机侧变流器实现对风力机转速的控制。