[发明专利]一种双馈风力发电机组的无功协调控制方法

权利要求书

1.一种双馈风力发电机组的无功协调控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1：建立DFIG等效电路模型，分析DFIG定子和网侧换流器暂态特性和无功调节机理，确定无功调用优先级；

S2：根据步骤S1中的暂态特性和无功调节机理对比定子侧和网侧换流器的动态模型和稳态效果，确定DFIG定子和网侧换流器的无功调节能力；

S3：根据DFIG定子和网侧换流器的无功调节能力，制定DFIG无功的控制策略；

所述步骤S2在确定DFIG定子和网侧换流器的无功调节能力时，具体包括以下步骤：

S201：DFIG定子和网侧换流器的无功调节能力的表达式：

确定DFIG机组有功、无功的调节能力受转子电流的限制，设置Irmax为最大转子电流，计算得到定子无功极限值表达式：

S202：针对网侧换流器的无功调节能力，网侧换流器的注入有功P_g的表达式：

P_g＝P_r＝sP_s          (2-3)

其中：P_g为网侧换流器的注入有功，P_r为转子注入的功率；

S203：网侧换流器无功能力受限于变流器容量P_gmax的限制，其表达式为：

其中：P_gmax为换流器容量最大值；

S204：网侧换流器的无功极限的表达式为：

综合定子和网侧换流器无功调节能力，单台DFIG机组的无功调节极限的表达式为：

所述步骤S3包括：

S301：将DFIG以外的无功电源合并到电网侧，计及其它无功电源及无功负荷后系统所需的无功功率统称为系统无功需求Q_G；

S302：制定定子无功策略，若系统无功需求Q_G＜定子无功极限，则发出无功为Q_G；

若系统无功需求Q_G＞定子无功极限，定子按照最大无功极限Q_smax发出无功；

S303：制定网侧换流器控制策略，若系统无功需求Q_G＜定子无功极限，则转子不发出无功；

若网侧换流器发出无功极限值Q_gmax＞(Q_G-Q_smax)，则按照(Q_G-Q_smax)发出无功，反之则按照最大无功极限发出无功。

2.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机组的无功协调控制方法，其特征在于，所述步骤S1在分析DFIG定子和网侧换流器暂态特性和无功调节机理时，具体包括以下步骤：

S101：建立DFIG等效电路图，得到关系式如下：

式(1-1)中：R_s为定子电阻、R_r为转子电阻；为定子端电压、为转子端电压；为定子电流、为转子电流；s为DFIG转差率；X_σs、X_σr、X_m分别为定子电抗、转子电抗、激磁电抗；P_r、Q_r为定子、转子注入功率；为气隙磁场感应电动势有效值；

S102：针对步骤S101中的定子端电压和定子电流进行限定；

令

式(1-2)中I_ds、I_qs为定子电流的有功分量和无功分量；

S103：定子有功、无功解耦控制可得：

式(1-3)中P_s为定子输出功率、Q_s为转子输出功率；

S104：转子电流与定子输出有功、无功的对应关系：

转子电压与定子输出有功、无功的对应关系：

S105：根据步骤S104分析可知转子电流与转差率无关，但转子电压与转差率有关；

转子注入功率：

转子有功表达式：

S106：DFIG定子和网侧换流器输出相同无功，动态效果不同，网侧换流器无功变化引起调整过程中功率波动，确定无功调用优先级DFIG定子高于网侧换流器。