[发明专利]一种双馈风力发电机组的无功协调控制方法

说明书

本发明属于新能源发电与并网技术领域，具体涉及一种双馈风力发电机组的无功协调控制方法；采用技术方案为：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；本发明最小限度的降低了机组出力，提高了机组的无功出力极限。

技术领域

本发明属于新能源发电与并网技术领域，具体涉及一种双馈风力发电机组的无功协调控制方法。

背景技术

风力发电是目前主要的可大规模商业化应用的可再生能源，我国风电装机容量及风电设备制造规模在世界上都已名列前茅。

我国的风电产业一直受到脱网、弃风等问题的困扰，而目前的风电场规模不断扩大，双馈风力发电机组(DFIG)是一种变速恒频风电机组，可以实现有功无功的解耦控制，具备一定的无功发生能力；随着风电机组单机容量和风电场规模的增大，风电场对电网的影响越来越大，充分发掘风力发电机组自身无功调节能力并制定相应的无功控制策略具有重要意义。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种双馈风力发电机组的无功协调控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种双馈风力发电机组的无功协调控制方法，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，使无功调节不越线保证机组的稳定运行。

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。