[发明专利]基于磁链控制的构网型双馈风电机组自同步并网方法

权利要求书

1.一种基于磁链控制的构网型双馈风电机组自同步并网方法，其特征是应用于由双馈风机、转子侧变流器所组成的双馈风力发电系统中，并按如下步骤进行：

步骤1、采集双馈风机定子电流i_sa、i_sb、i_sc与定子电压u_sa、u_sb、u_sc，将带入式(1)所示的坐标变换环节，获得定子电流在同步旋转坐标系下的直流分量i_sd、i_sq以及定子电压在同步旋转坐标系下的直流分量u_sd、u_sq，并依据式(2)对上述直流分量进行运算，得到双馈风机定子侧输出的瞬时有功功率P_s与瞬时无功功率Q_s：

式(1)和式(2)中，θ为坐标变换的定向角度，x_A、x_B、x_C代表双馈风机在三相静止坐标系下的定子电压/电流，x_d、x_q代表定子电压/电流在同步旋转坐标系下的直流分量；

步骤2、采集双馈风机的转子电流i_ra、i_rb、i_rc与转子电角速度θ_m，将其带入式(3)所示的坐标变换环节，获得转子电流在同步旋转坐标系下的直流分量i_rd、i_rq：

式(3)中，θ为坐标变换的定向角度；

步骤3、利用式(4)对定子电流与转子电流的直流分量i_sd、i_sq、i_rd、i_rq进行线性叠加运算，得到双馈风机的定子磁链Ψ_sd、Ψ_sq，对Ψ_sd进行微分计算获得微分信号dΨ_sd/dt，再利用式(5)获得转子电流内环的补偿指令Δi_rd^*：

式(4)和式(5)中，L_s、L_m分别为双馈风机在同步旋转坐标系下的定子自感与定转子互感，R_s为定子电阻，k_d为补偿系数，τ为低通滤波时间常数；s表示拉普拉斯算子；

步骤4、计算有功指令P_ref与输出瞬时有功功率P_s的偏差ΔP，并将偏差ΔP输入有功功率控制器APC，获得定子磁链矢量控制角θ_ref，将θ_ref作为所述坐标变换的定向角度θ；

步骤5、计算无功指令Q_ref与输出瞬时无功功率Q_s的偏差ΔQ，并将偏差ΔQ输入无功功率控制器RPC，获得定子磁链幅值指令Ψ_ref，令定子磁链外环指令满足式(6)：

式(6)中，Ψ_sd^*、Ψ_sq^*分别为d轴、q轴定子磁链外环的指令信号；

步骤6、将d轴定子磁链指令Ψ_sd^*与d轴定子磁链Ψ_sd的偏差、q轴定子磁链指令Ψ_sq^*与q轴定子磁链Ψ_sq的偏差分别输入定子磁链外环的PI调节器，获得dq坐标系下的转子电流内环的指令i_rd^*、i_rq^*，再将d轴定子磁链外环PI调节器输出的指令i_rd^*与补偿指令Δi_rd^*叠加后获得新的转子电流指令i_rd1^*；

步骤7、计算dq坐标系下新的转子电流指令i_rd1^*与转子电流反馈i_rd之间的偏差以及指令i_rq^*与i_rq之间的偏差，并分别输入转子电流内环的PI调节器中，相应得到dq坐标系下的转子电压指令u_rd^*、u_rq^*，再经过SVPWM环节的调制后，生成转子侧变流器开关管控制信号S1-S6，从而实现双馈风电机组的自同步并网控制。