[发明专利]一种具有低电压穿越能力的双馈风电机组控制系统及方法

权利要求书

1.一种具有低电压穿越能力的双馈风电机组控制方法，其特征在于，包括双馈变流器(2)、编码器(3)、发电机(4)和风电机组并网点电源(5)；

所述发电机(4)电流输出口与风电机组并网点电源(5)电流输入口相连，所述双馈变流器(2)并联在发电机(4)两端，所述发电机(4)信号输出端通过编码器(3)与双馈变流器(2)脉冲信号输入端相连，发电机(4)与双馈变流器(2)并联后与风电机组并网点电源(5)之间设有电压测量点(1)，电压测量点(1)与双馈变流器(2)的电压信号输入端相连；

通过双馈变流器(2)从编码器(3)获取编码器量，从电压测量点(1)获取风电机组并网点电压量；

根据并网点电压量，计算得到电网电压幅值；

根据编码器量，计算得到发电机(4)的转速；

当电网电压幅值小于90％额定电压幅值，则风电机组进入低电压穿越状态；

当电网电压幅值大于或等于90％额定电压幅值，则风电机组正常运行；

当风电机组处于低电压穿越状态，持续监测电网电压幅值并与91％额定电压幅值进行比较，当电网电压幅值大于91％额定电压幅值，则风电机组退出低电压穿越状态；

当风电机组退出低电压穿越状态时，所述双馈变流器(2)将传动链阻尼控制调节量叠加到风电机组最大功率跟踪策略转矩给定量；

所述当风电机组退出低电压穿越状态时，所述双馈变流器(2)将传动链阻尼控制调节量叠加到风电机组最大功率跟踪策略转矩给定量，包括以下步骤：

获取风电机组的实际传动链参数；

建立风电机组的两质量块数学模型；

将风电机组的实际传动链参数代入风电机组的两质量块数学模型，计算得到传动链自然振荡频率和阻尼系数；

根据传动链自然振荡频率，建立准谐振控制传递函数；

获取发电机(4)转速信息；

根据发电机(4)转速信息、传动链自然振荡频率值、预设的频率带宽、预设的准谐振控制方法增益和预设的复变量计算传动链阻尼控制调节量；

计算风电机组主控转矩给定量；

所述准谐振控制传递函数：

式中：

K为预设的准谐振控制方法增益；

ω为传动链自然振荡频率值；

ω_c为预设的频率带宽；

s为预设的复变量；

所述传动链阻尼控制调节量ΔT：

式中：

K为预设的准谐振控制方法增益；

ω为传动链自然振荡频率值；

ω_c为预设的频率带宽；

s为预设的复变量；

n为发电机(4)的转速；

ΔT为传动链阻尼控制调节量；

所述风电机组主控转矩给定量T_ref：

T_ref＝ΔT+T_MPPT

式中，ΔT传动链阻尼控制调节量；

T_MPPT为预设的风电机组最大功率跟踪策略转矩给定量。

2.根据权利要求1所述的一种具有低电压穿越能力的双馈风电机组控制方法，其特征在于，所述风电机组两质量块数学模型为风电机组传动轴采用风力机和双馈发电机转动惯量的两质量块模型。

3.根据权利要求2所述的一种具有低电压穿越能力的双馈风电机组控制方法，其特征在于，所述风电机组两质量块数学模型：

式中，θ_s为传动轴扭转角度，ω_r为风力机转速，ω_g为发电机转速，K_s为传动链等效刚度系数，B_s为摩擦系数，J_r为风力机的转动惯量，J_g为发电机的转动惯量，T_r为风力机机械转矩，T_e为发电机电磁转矩。

4.根据权利要求1所述的一种具有低电压穿越能力的双馈风电机组控制方法，其特征在于，所述自然振荡频率为1-2HZ，所述频率带宽为0.3HZ。