[发明专利]用于微电网开绕组双馈风力发电机并网运行的控制方法

说明书

本发明涉及用于微电网开绕组双馈风力发电机并网运行的控制方法，通过对并网条件下开绕组双馈风力发电潮流分布状态分析，得到开绕组双馈电机本体及其系统功率范围极限，根据并网条件下开绕组双馈风力发电设备的潮流分布，计算有功功率潮流状态和无功功率潮流状态，最后按照设备系统功率流动特性进行分类，结合并网开绕组双馈风力发电机单位功率因数运行和磁链恒定运行两种方式下构建控制策略，解决了并网开绕组双馈电机无法进行稳定磁链控制的问题。

技术领域

本发明属于配电网运行控制领域，尤其是用于微电网开绕组双馈风力发电机并网运行的控制方法。

背景技术

双馈风力发电机已在新能源发电领域占据了举足轻重的地位，传统双馈风力发电机并网发电模式下，系统对定子电流的控制为间接控制。且系统无法对总电流做到完全控制。同时系统无法实现直接无功功率补偿，电能质量治理，和谐波不平衡治理等功能，具有系统控制复杂，控制效果较差的缺点。

开绕组双馈风力发电机定子端中性点打开可用来串联变流器，并网条件下电网电压为开绕组双馈风力发电机定子电压与定子侧变流器交流端口输出电压的矢量和。在保持输出端口电压维持恒定的条件下，开绕组双馈风力发电机定子输出电压可控。定子侧变流器可以主动参与开绕组双馈风力发电机功率分配，与此同时使得定子侧变流器与转子侧变流器可以进行功率控制配合。针对开绕组电机独特的结构，配合相应的算法，可以为系统提供更多的自由度，并且算法更加简单。

相对而言，由于开绕组双馈风力发电机定子端中性点打开并串联网侧变流器，并网条件下电网电压为开绕组双馈风力发电机定子电压与定子侧变流器交流端口输出电压的矢量和。在保持输出端口电压维持恒定的条件下，开绕组双馈风力发电机定子输出电压可控。因此定子侧变流器可以主动参与开绕组双馈风力发电机功率分配。与此同时使得定子侧变流器与转子侧变流器可以进行功率控制配合。因此需要综合设计转子侧变流器和定子侧变流器的综合控制策略才可以使得开绕组双馈风力发电机稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出用于微电网开绕组双馈风力发电机并网运行的控制方法，能够解决并网开绕组双馈风力发电机无法进行稳定磁链控制的问题。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

用于微电网开绕组双馈风力发电机并网运行的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、根据开绕组双馈风力发电机及其定转子变流器电路结构，计算开绕组双馈风力发电机设备本体及其系统等效电路及功率范围极限；

步骤2、分析并网条件下开绕组双馈风力发电设备的潮流分布，依次对有功功率潮流状态和无功功率潮流状态进行计算；

步骤3、按照设备系统功率流动特性进行分类，结合并网开绕组双馈风力发电机单位功率因数运行和磁链恒定运行两种方式下构建控制策略。

而且，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1、计算开绕组双馈风力发电机总有功功率：

其中，为开绕组双馈风力发电机定子的输出有功功率，为开绕组双馈风力发电机转子输出有功功率，为开绕组双馈风力发电机定子绕线电阻，为开绕组双馈风力发电机转子绕线电阻，为开绕组双馈风力发电机定子电流，为开绕组双馈风力发电机转子电流，为开绕组双馈风力发电机磁链，为开绕组双馈风力发电机定子角速度，为开绕组双馈风力发电机转子角速度，为转差率，为开绕组双馈风力发电机转子电流的共轭向量；

计算开绕组双馈风力发电机总无功功率：

其中，为开绕组双馈风力发电机定子输出无功功率，为开绕组双馈风力发电机转子输出无功功率，为开绕组双馈风力发电机定子漏感，为开绕组双馈风力发电机转子漏感；