一种计及频域阻抗稳定性分析的双馈风电机组虚拟同步控制方法技术

本发明专利技术涉及一种计及频域阻抗稳定性分析的双馈风电机组虚拟同步控制方法，属于风力发电技术领域。该方法具体包括：首先，针对双馈风电机组虚拟同步控制策略的结构，建立考虑虚拟惯性时间常数和虚拟阻尼系数的双馈风电机组dq轴频域阻抗模型。其次，利用双馈风电机组的dq轴频域阻抗模型和电网模型，得到系统的回率矩阵和奈奎斯特曲线。最后，利用广义奈奎斯特判据分析双馈风电并网系统的稳定性，获得虚拟惯性时间常数和虚拟阻尼系数的合理取值，从而实现计及频域阻抗稳定性分析的双馈风电机组虚拟同步控制方法。该方法可有效提高基于虚拟同步控制的双馈风电机组对于弱电网的适应性，为提高双馈风电机组在弱电网下的并网稳定运行能力提供技术支撑。

A Virtual Synchronization Control Method for Doubly-fed Wind Turbines Considering Frequency-domain Impedance Stability Analysis

【技术实现步骤摘要】
一种计及频域阻抗稳定性分析的双馈风电机组虚拟同步控制方法
本专利技术属于风力发电
，涉及一种计及频域阻抗稳定性分析的双馈风电机组虚拟同步控制方法。
技术介绍
随着风电渗透率的不断增加，双馈风电系统引发的并网稳定性问题不断凸显，尤其是我国大部分风电场处于电网末端，需经长线路远距离输送，电网阻抗大，呈现为弱电网特性。双馈风电系统在弱电网条件下与电网交互作用带来的稳定性问题凸显。近年以来，多个地区风力发电场发生了风电机群与弱电网相互作用而引发的次同步谐振，曾造成变压器异常振动和大量风机脱网或者大范围的功率振荡事故。现有研究表明通过将同步发电机的模型引入双馈风电机组的控制中，将双馈风电机组控制成同步发电机的外特性有望解决其在弱电网下的稳定性问题，于是虚拟同步发电机技术应运而生。虚拟同步控制中主要参数包括虚拟惯性时间常数和虚拟阻尼系数，其参数的取值对于双馈风电机组运行性能影响很大，甚至可能导致其在弱电网下的并网失稳问题，因此急需研究计及关键参数对风电机组稳定性影响的虚拟同步控制方法，以提高基于虚拟同步控制的双馈风电机组在弱电网下的并网稳定运行能力。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计及频域阻抗稳定性分析的双馈风电机组虚拟同步控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：根据基于虚拟同步控制的双馈风电机组主电路参数和变流器控制参数建立双馈风电系统dq轴频域阻抗模型；S2：根据弱电网等效电感参数计算弱电网的dq轴频域阻抗模型，得到系统的回率矩阵表达式，绘制系统的奈奎斯特曲线；S3：利用广义奈奎斯特判据，分析不同虚拟惯性时间常数和虚拟阻尼系数下，基于虚拟同步控制的双馈风电机组在弱电网下的并网稳定性；S4：根据S3选取虚拟惯性时间常数和虚拟阻尼系数，实现弱电网条件下计及频域阻抗稳定性分析的双馈风电机组虚拟同步控制。

【技术特征摘要】
1.一种计及频域阻抗稳定性分析的双馈风电机组虚拟同步控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：根据基于虚拟同步控制的双馈风电机组主电路参数和变流器控制参数建立双馈风电系统dq轴频域阻抗模型；S2：根据弱电网等效电感参数计算弱电网的dq轴频域阻抗模型，得到系统的回率矩阵表达式，绘制系统的奈奎斯特曲线；S3：利用广义奈奎斯特判据，分析不同虚拟惯性时间常数和虚拟阻尼系数下，基于虚拟同步控制的双馈风电机组在弱电网下的并网稳定性；S4：根据S3选取虚拟惯性时间常数和虚拟阻尼系数，实现弱电网条件下计及频域阻抗稳定性分析的双馈风电机组虚拟同步控制。2.根据权利要求1所述的一种计及频域阻抗稳定性分析的双馈风电机组虚拟同步控制方法，其特征在于：在步骤S1中，所述的基于虚拟同步控制的双馈风电机组主电路参数和变流器控制参数建立的双馈风电系统dq轴频域阻抗模型Zout为：其中，Girs、Girr分别表示定转子电压到转子电流的传递函数，Gsr、Giss分别表示定子电压和转子电流到定子电流的传递函数，Gde表示延时环节传递函数，FPQ表示虚拟同步控制环节传递函数，F1表示转子电压同步控制环节传递函数，分别表示有功、无功功率计算环节传递函数，E为二阶单位矩阵。3.根据权利要求2所述的一种计及频域阻抗稳定性分析的双馈风电机组虚拟同步控制方法，其特征在于：在双馈风电系统dq轴频域阻抗计算方程中Girr、Girs的表达式为：ω2＝ωs-ωr提取Girr、Girs中的同类项分别用a、b、c、d、k表示如下，式中：ωr为转子角速度，ωs为同步角速度，ω2为转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，王坤，胡玉，夏桂森，杨甜，吴优，刘行中，何蓓，刘晓宇，全瑞坤，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50