一种电压源型风电机组调频调压控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电压源型风电机组调频调压控制系统及方法，包括风电机组和飞轮储能单元，飞轮储能单元包括依次相连的飞轮、电机和电机变频器，风电机组定子网侧变流器与电机变频器电气相连；方法包括初始化控制器；计算相关系数；计算风机并网时所需无功给定和有功给定；对风电机组和飞轮储能单元进行有功出力和无功出力的分配。本发明专利技术的优点是：在电网频率变化时，根据风电机组和飞轮储能单元有功出力变化时对并网点频率的影响，分配二者有功出力，对风电机组的输出进行补偿和调节；根据电网电压偏差、风电机组有功出力及无功出力限制、飞轮储能单元有功出力及无功出力限制，自动分配双馈机组和飞轮储能单元无功出力，提高并网点电压幅值。

【技术实现步骤摘要】
一种电压源型风电机组调频调压控制系统及方法
本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种电压源型风电机组调频调压控制系统。
技术介绍
随着风电机组在电网中渗透率的提高，大量传统发电机被替代，系统的等效转动惯量变小，从而导致整个电力系统的频率、电压抗扰动能力较差，目前双馈异步风力发电机(DFIG，DoublyfedInductionGenerator)机侧变流器多采用电网电压定向矢量控制对主控给出的有功功率进行跟踪，该控制方法将同步旋转坐标系的d轴定向于定子电压矢量上，忽略定子电阻，通过控制转子电流d轴分量就可以控制DFIG输出的有功功率，控制转子电流q轴分量，就可以控制DFIG输出的无功功率。电网电压定向矢量控制对主控给出的有功功率进行跟踪的制策略的不足之处在于：1、当系统频率波动时，只能依靠风电机组主控进行来调频，响应速度缓慢，必须增加额外的调频手段才能满足系统频率响应要求；2、当系统电压波动时，由于双馈电机定子侧与电网直接相连，当并网点电压降低时，为了跟随主控给定的功率指令，定子电流将变大，若不附加其他控制手段，注入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压源型风电机组调频调压控制系统，其特征是：包括风电机组和飞轮储能单元，所述飞轮储能单元包括依次相连的飞轮、电机和电机变频器，所述风电机组定子网侧变流器与电机变频器电气相连，所述风电机组转子侧依次通过转子侧变流器和电网侧变流器与电网电气相连，所述转子侧变流器控制端与转子侧SVPWM发生器输出端相连，转子侧SVPWM发生器输入端依次与电流控制环和电压控制环相连，所述电机变频器控制端与电机SVPWM发生器输出端相连，电机SVPWM发生器输入端与变频器电流控制环相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种电压源型风电机组调频调压控制系统，其特征是：包括风电机组和飞轮储能单元，所述飞轮储能单元包括依次相连的飞轮、电机和电机变频器，所述风电机组定子网侧变流器与电机变频器电气相连，所述风电机组转子侧依次通过转子侧变流器和电网侧变流器与电网电气相连，所述转子侧变流器控制端与转子侧SVPWM发生器输出端相连，转子侧SVPWM发生器输入端依次与电流控制环和电压控制环相连，所述电机变频器控制端与电机SVPWM发生器输出端相连，电机SVPWM发生器输入端与变频器电流控制环相连。


2.一种电压源型风电机组调频调压控制方法，采用权利要求1所述的系统，其特征是：包括以下步骤：
S1:初始化控制器；
S2:计算相关系数；
S3:计算风电机组并网时所需无功给定和有功给定；
S4:对风电机组和飞轮储能单元进行有功出力和无功出力的分配。


3.根据权利要求2所述的一种电压源型风电机组调频调压控制方法，其特征是：所述步骤S2中，相关系数包括风电机组有功波动系数、飞轮储能单元有功波动系数和电压灵敏度系数。


4.根据权利要求3所述的一种电压源型风电机组调频调压控制方法，其特征是：所述风电机组有功波动系数和飞轮储能单元有功波动系数表达式为






其中，Sw和SF分别为电压源型风电机组和飞轮储能单元有功波动系数，其中表示电压源型风电机组有功出力变化时对并网点频率的影响，表示飞轮储能单元有功出力变化时对并网点频率的影响。


5.根据权利要求3所述的一种电压源型风电机组调频调压控制方法，其特征是：所述电压灵敏度系数包括SPθ、SQθ、SPU和SQU，电压灵敏度矩阵为






其中，ΔPF＝SFΔP-PF分别为电压源型风电机组和飞轮储能单元的有功功率变化，Pw和PF分别表示电压源型风电机组和飞轮储能单元实际有功功率，表示电压源型风电机组的有功给定，ΔP是本时刻和上一时刻电压源型风电机组和飞轮储能单元总有功出力的偏差，θ和U是并网点电压的相角和幅值，ΔQw和ΔQF分别是是电压源型风电机组和飞轮储能单元的无功功率变化，SPθ、SQθ、SPU和SQU下标中的字母代表灵敏度关联的物理量，P代表有功功率，Q代表无功功率。


6.根据权利要求2所述的一种电压源型风电机组调频调压控制方法，其特征是：所述步骤S3中计算风机并网时所需的无功给定和有功给定包括以下步骤：
S31:检测风电机组是否并网，若是，则进入步骤S32；若否，则结束；
S32:测量并网点电压、电流，计算并网点频率和电压偏差；
S33:计算所需的有功给定
Pwref＝Pwref+SwΔP
PFref＝PFref+SFΔP
其中，Pwref为风电机组的有功给定，Pwref的初始值为预设值，PFref为飞轮储能单元的有功给定，PFref的初始值为预设值；
S34:计算总的无功给定
ΔQ总＝(ΔU-SPU(ΔPw+ΔPF))/SQU
其中，ΔU为并网点电压偏差；
S35:确定风电机组无功给定和飞轮储能系统的无功给定；
S36:回退至步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：应有，法拉蒂尔，张晓乐，杨靖，孙勇，
申请(专利权)人：浙江运达风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33