一种弱网环境下双馈风机故障穿越期间电流指令控制方法技术

本发明专利技术公开了一种弱网环境下双馈风机故障穿越期间电流指令控制方法。该方法综合考虑了并网导则要求，风机变流器容量以及系统小干扰稳定性的影响，对有功电流与无功电流指令进行设定。本发明专利技术建立了双馈风力发电机并网系统的小信号模型，通过李雅普诺夫稳定判据分析有功电流与无功电流指令对系统稳定性的影响，从而得到能够使系统能够在电网跌落故障期间稳定运行的电流指令约束条件。本发明专利技术的小信号模型详细精确，且稳定性分析方法简洁直观，能够为弱电网环境下的双馈风力发电系统低电压穿越期间的电流指令设定提供可靠的参考。

A current command control method of DFIG during fault crossing in weak network environment

【技术实现步骤摘要】
一种弱网环境下双馈风机故障穿越期间电流指令控制方法
本专利技术属于双馈风力发电机并网稳定性研究领域，尤其涉及一种弱网环境下双馈风机故障穿越期间电流指令控制方法。
技术介绍
随着风电行业的快速发展，在全世界范围内，风力发电功率占系统有功电源的比率越来越大，对电网的影响越来越不容忽视。在这样的条件下，如果电网发生故障时允许风机简单脱网，将可能导致故障电网的有功功率严重不平衡，甚至危及整个系统的安全稳定。此外，由于大型集中式风电场通常位于偏远地区，因此连接电网所需的长传输线具有高阻抗这一显著特性，导致系统的短路比(SCR)较低。而且，由于双馈风力发电机组的转子侧变流器的容量有限，因此双馈风力发电系统对电网故障非常敏感。受传输线高阻抗的影响，当电网发生跌落故障时，锁相环与电流环都会与弱电网发生耦合，从而导致低频振荡的产生。此时，风力发电机组若仅按照并网导则的要求输出有功、无功电流，可能导致系统持续振荡甚至失稳。因此，亟需建立弱电网环境下双馈风力发电机组的小信号模型，研究双馈风电机组在弱电网跌落故障下的稳定性问题，从而给出能够使系统在电网跌落故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弱网环境下双馈风机故障穿越期间电流指令控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)分析双馈风机并网系统在电网跌落故障期间的小干扰稳定性，得到有功、无功电流指令的稳定拟合函数，包括以下子步骤：/n(1.1)建立双馈风力发电系统的小信号模型，包括以下子步骤：/n(1.1.1)求取双馈风力发电机的状态方程，可以得到：/n

【技术特征摘要】
1.一种弱网环境下双馈风机故障穿越期间电流指令控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分析双馈风机并网系统在电网跌落故障期间的小干扰稳定性，得到有功、无功电流指令的稳定拟合函数，包括以下子步骤：
(1.1)建立双馈风力发电系统的小信号模型，包括以下子步骤：
(1.1.1)求取双馈风力发电机的状态方程，可以得到：



其中，上标b可以代表理想同步坐标系，为转子电流的d,q轴分量，为定子电流的d,q轴分量，为转子电压的d,q轴分量，为并网电压的d,q轴分量，为定子磁链的d,q轴分量，为转差角频率；σ为漏感系数，Lm为定转子间互感，Ls为定子电感，Lr为转子电感；Rs为定子电阻；Rr为转子电阻；ωr为转子角频率；ωb为电网角频率。(1.1.2)求取锁相环的状态方程，可以得到：






其中，xδ为锁相环的中间变量，kip为锁相环的积分系数，为的q轴分量，为并网电压的稳态运行点，δ为锁相环的输出相位角，kpp为锁相环的比例系数。
(1.1.3)求取电流环的状态方程，可以得到：






其中，上标c可以代表锁相环同步坐标系，可以由从理想同步坐标系转换到锁相环同步坐标系得到，为转子电流指令值；xrdq为电流环的中间变量；kii为电流环的积分系数；kpi为电流环的比例系数。
(1.1.4)求取弱电网的状态方程，可以得到：






其中，Cf为滤波电容，为并网电流的d,q轴分量，Req为电网线路电阻，Leq为电网线路电感，ueq为电网电压；
(1.1.5)将步骤(1.1.1)～(1.1.4)得到的状态方程依次线性化，即可得到双馈风力发电系统的小信号模型：



其中，Δx为状态变量，为状态变量Δx的一阶微分；xrd、xrq为xrdq的d轴分量、q轴分量，ird、irq为的d轴分量、q轴分量，usd、usq为的d轴分量、q轴分量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海亮，王诗楠，张禹风，李志，聂飞，刘壮壮，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37