基于逻辑开关控制的双馈风机多回路切换控制系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于逻辑开关控制的双馈风机多回路切换控制系统，其双馈风机的输出变量选取为发电机转子转速、定子侧无功功率输出、电网侧换流器无功功率输出和背靠背换流器直流电容端电压。利用四个输出变量形成四个输出反馈控制通道，每个控制通道在一个开关控制器和一个常规矢量控制器之间切换，进而形成一个四回路切换控制器。其切换策略为：当双馈风机所在电力系统受到一个大的外部扰动时，风机的状态变量以及输出变量将偏离原来的平衡点，此时双馈风机的四个控制回路由常规矢量控制器切换为开关控制器；在开关控制器的作用下，风机的状态变量和输出变量将会回到原平衡点附近，此时风机的四个控制回路由开关控制器切换为常规矢量控制器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统自动化
，特别涉及一种基于逻辑开关控制的双馈风机多回路切换控制系统。
技术介绍
随着可再生能源的大规模发展，风电在电力系统的中所占比例越来越高，给传统电力系统的暂态稳定性控制带来了新的挑战。尤其是小概率重大故障的出现，对风力发电机的低电压穿越能力提出了更高的要求。双馈感应风力发电机在当前的风力发电中占有相当大的比重。双馈风机的传统矢量控制算法基于定子磁链或定子电压坐标系对有功和无功控制回路进行解耦，利用PI控制实现了双馈风机最大功率追踪、有功无功协调控制。传统PI控制系统的整定需要综合考虑系统响应的快速性与稳态误差，进而确定一种折中的控制参数。然而在电力系统受到大的扰动后，双馈风机偏离原来的运行点，传统的矢量控制系统无法发挥风机换流器的最大控制能量使风机以最快的速度回到原来的平衡点继续运行。因此，当电力系统中出现小概率重大故障时，传统的矢量控制系统无法保证双馈风机的稳定运行。为了发掘双馈风机换流器的最大控制潜力，可以尝试将双馈风机的控制系统设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于逻辑开关控制的双馈风机多回路切换控制系统，其控制对象为双馈风机换流器，所述控制系统包括四个输入信号，分别为双馈风机转子转速偏差双馈风机定子无功功率输出偏差双馈风机换流器电容电压偏差双馈风机电网侧换流器无功功率输出误差所述控制系统包括四个输出信号，分别为双馈风机转子侧换流器q轴控制电压双馈风机转子侧换流器d轴控制电压双馈风机电网侧换流器d轴控制电压和双馈风机电网侧换流器q轴控制电压所述四个输出信号以及四个输入信号分别对应于四个反馈控制通道，其特征在于，所述控制系统包括基于传统矢量控制方法的双馈风机转子转速控制回路、基于二阶逻辑开关控制器的双馈风机转子转速开关控制回路、基于传统矢量控制方法...

【技术特征摘要】
1.一种基于逻辑开关控制的双馈风机多回路切换控制系统，其控制对象为双馈风机换
流器，所述控制系统包括四个输入信号，分别为双馈风机转子转速偏差双馈风
机定子无功功率输出偏差双馈风机换流器电容电压偏差双馈风机
电网侧换流器无功功率输出误差所述控制系统包括四个输出信号，分别为双馈
风机转子侧换流器q轴控制电压双馈风机转子侧换流器d轴控制电压双馈风机电网
侧换流器d轴控制电压和双馈风机电网侧换流器q轴控制电压所述四个输出信号以
及四个输入信号分别对应于四个反馈控制通道，其特征在于，
所述控制系统包括基于传统矢量控制方法的双馈风机转子转速控制回路、基于二阶逻
辑开关控制器的双馈风机转子转速开关控制回路、基于传统矢量控制方法的双馈风机定子
无功功率控制回路、基于一阶逻辑开关控制器的双馈风机定子无功功率控制回路、基于传
统矢量控制方法的双馈风机换流器电容电压控制回路、基于二阶逻辑开关控制器的双馈风
机换流器电容电压控制回路、基于传统矢量控制方法的双馈风机电网侧换流器无功功率控
制回路、基于一阶逻辑开关控制器的双馈风机电网侧换流器无功功率控制回路以及双馈风
机转子转速控制回路切换控制单元、双馈风机定子无功功率控制回路切换单元、双馈风机
换流器电容电压控制回路切换控制单元、双馈风机电网侧无功功率控制回路切换单元，其
中，所述双馈风机转子转速偏差信号经过所述基于传统矢量控制方法的双馈风
机转子转速控制回路、所述基于二阶逻辑开关控制器的双馈风机转子转速开关控制回路和
所述双馈风机转子转速控制回路切换控制单元后输出所述双馈风机转子侧换流器q轴控制
电压所述双馈风机定子无功功率输出偏差经过所述基于传统矢量控制方法
的双馈风机定子无功功率控制回路、所述基于一阶逻辑开关控制器的双馈风机定子无功功
率控制回路和所述双馈风机定子无功功率控制回路切换单元输出所述双馈风机转子侧换
流器d轴控制电压所述双馈风机换流器电容电压误差经过所述基于传统矢量
控制方法的双馈风机换流器电容电压控制回路、所述基于二阶逻辑开关控制器的双馈风机
换流器电容电压控制回路和所述双馈风机换流器电容电压控制回路切换控制单元后输出
所述双馈风机电网侧换流器d轴控制电压所述双馈风机电网侧换流器输出无功功率误
差经过所述基于传统矢量控制方法的双馈风机电网侧换流器无功功率控制回
路、所述基于一阶逻辑开关控制器的双馈风机电网侧换流器无功功率控制回路和所述双馈
风机电网侧无功功率控制回路切换单元后输出所述双馈风机电网侧换流器q轴控制电压
2.根据权利要求1所述的基于逻辑开关控制的双馈风机多回路切换控制系统，其特征
在于，
所述双馈风机转子转速控制回路切换控制单元用于控制所述基于传统矢量控制方法
的双馈风机转子转速控制回路和所述基于二阶逻辑开关控制器的双馈风机转子转速开关
控制回路之间的切换动作；
所述基于传统矢量控制方法的双馈转子转速控制回路用于在所述双馈风机转子转速
控制回路切换控制单元将控制信号切换到所述基于传统矢量控制方法的双馈转子转速控
制回路时根据双馈风机转子转速偏差来提供相应控制电压所述基于二阶逻辑开关控制器的双馈风机转子转速开关控制回路用于在所述双馈风
机转子转速控制回路切换控制单元将控制信号切换到所述基于二阶逻辑开关控制器的双
馈风机转子转速...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴青华，刘洋，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44