控制方法和控制电路技术

公开了一种控制方法和控制电路。通过将对双馈风电场经串补送出系统的次同步振荡影响较大的状态变量作为电池储能附加阻尼控制的反馈输入信号，进而根据所述反馈输入变量获取次同步振荡阻尼信号，将所述阻尼信号附加到电流内环控制中，以控制双馈风电场经串补送出系统的输出信号趋近于阈值信号。由此，可以抑制含电池储能的双馈风电场经串补送出系统的次同步振荡，提高双馈风电场经串补送出系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
控制方法和控制电路
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种控制方法和控制电路。
技术介绍
近年来，风力发电作为技术较为成熟的可再生能源发电形式之一，许多国家已经做出大规模开发利用风能的策略和规划。其中，双馈风力发电机具有成本低，技术成熟，电力电子变流装置所需要的容量小等优点，目前在我国得到了广泛的应用。随着并网双馈风电场容量的增大以及风力发电渗透率的提高，由双馈风电场产生次同步振荡(SubsynchronousOscillation，SSO)问题日渐凸现，次同步振荡可能导致汽轮发电机组大轴的损坏，严重影响电力系统的安全稳定运行。然而，现有电池储能技术抑制电力系统的振荡问题多集中于低频振荡，而基于电池储能的双馈风电场次同步振荡问题研究几乎没有。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种控制方法和控制电路，可以抑制双馈风电场经串补送出系统的次同步振荡，提高双馈风电场经串补送出系统的稳定性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种控制方法，用于控制含电池储能的双馈风电场经串补送出系统传输电能，所述方法包括：获取反馈输入变量，所述反馈输入变量包括双馈风机网侧控制器电流的d轴分量和双馈风机控制器的直流侧电容电压，所述d轴分量为转子磁场方向的分量；根据所述反馈输入变量获取阻尼信号；以及根据所述阻尼信号控制所述双馈风电场经串补送出系统的输出信号趋近于阈值信号。优选地，根据所述反馈输入变量获取阻尼信号包括：对所述反馈输入信号进行滤波以获取第一中间信号；对所述第一中间信号进行相位补偿以获取第二中间信号；对所述第二中间信号进行放大以获取第三中间信号；以及对所述第三中间信号进行限幅以获取所述阻尼信号。优选地，对所述第一中间信号进行相位补偿的传递函数为：其中，Hp为传递函数，s为拉普拉斯算子，T1、T2为时间常数。优选地，获取时间常数的公式为：其中，ω为所述第一中间信号的角频率，φ为待补偿的角度，a为中间量。优选地，根据所述阻尼信号控制所述双馈风电场经串补送出系统的输出信号趋近于阈值信号包括：根据有功功率、无功功率和所述阻尼信号生成阈值信号；以及控制所述双馈风电场经串补送出系统的输出信号趋近于所述阈值信号。优选地，根据有功功率、无功功率和所述阻尼信号生成阈值信号包括：根据所述无功功率和所述阻尼信号获取第一阈值信号，所述第一阈值信号为所述双馈风电场经串补送出系统的输出电压的d轴分量的阈值；以及根据所述有功功率和所述阻尼信号获取第二阈值信号，所述第二阈值信号为所述双馈风电场经串补送出系统的输出电压的q轴分量的阈值，所述q轴分量为垂直于转子磁场方向的分量。优选地，根据所述无功功率和所述阻尼信号获取第一阈值信号包括：根据所述无功功率的实际值和预定值生成第一误差信号；根据所述第一误差信号生成第一基准信号；根据所述第一基准信号、所述阻尼信号和输出电流的d轴分量生成第二误差信号；根据所述第二误差信号生成第二基准信号；以及根据所述第二基准信号、并网点电压的d轴分量和电感电压q轴分量获取第一阈值信号；其中，获取所述无功功率的公式为：Q＝U1qI1d-U1dI1q其中，U1d为并网点电压的d轴分量，U1q为并网点电压的q轴分量，I1d为输出电流的d轴分量，I1q为输出电流的q轴分量，Q为无功功率。优选地，根据所述有功功率和所述阻尼信号获取第二阈值信号包括：根据所述有功功率的实际值和预定值生成第三误差信号；根据所述第三误差信号生成第三基准信号；根据所述第三基准信号、所述阻尼信号和输出电流的q轴分量生成第四误差信号；根据所述第四误差信号生成第四基准信号；以及根据所述第四基准信号、并网点电压的q轴分量和电感电压d轴分量获取第二阈值信号；其中，获取所述有功功率的公式为：P＝U1dI1d+U1qI1q其中，U1d为并网点电压的d轴分量，U1q为并网点电压的q轴分量，I1d为输出电流的d轴分量，I1q为输出电流的q轴分量，P为有功功率。优选地，控制所述双馈风电场经串补送出系统的输出信号趋近于所述阈值信号包括：根据所述第一阈值信号和所述第二阈值信号获取控制信号；以及根据所述控制信号控制所述双馈风电场经串补送出系统以使得所述输出电压的d轴分量趋近于所述第一阈值信号，且输出电压的q轴分量趋近于所述第二阈值信号。第二方面，本专利技术实施例提供了一种控制电路，用于控制含电池储能的双馈风电场经串补送出系统传输电能，所述控制电路包括：阻尼信号生成电路，用于根据反馈输入变量获取阻尼信号；以及输出控制环路，用于根据所述阻尼信号控制所述双馈风电场经串补送出系统的输出信号趋近于阈值信号。本专利技术实施例的技术方案通过将对双馈风电场经串补送出系统的次同步振荡影响较大的状态变量作为电池储能附加阻尼控制的反馈输入信号，进而根据所述反馈输入变量获取次同步振荡阻尼信号，将所述阻尼信号附加到电流内环控制中，以控制双馈风电场经串补送出系统的输出信号趋近于所述阈值信号。由此，可以抑制含电池储能的双馈风电场经串补送出系统的次同步振荡，提高双馈风电场经串补送出系统的稳定性。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是本专利技术实施例的双馈风电场经串补送出系统的电路图；图2是现有技术的控制电路的电路图；图3是本专利技术实施例的控制方法的流程图；图4是本专利技术实施例的状态变量与参与因子的示意图；图5是本专利技术实施例的控制电路的电路图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制方法，用于控制含电池储能的双馈风电场经串补送出系统传输电能，其特征在于，所述方法包括：/n获取反馈输入变量，所述反馈输入变量包括双馈风机网侧控制器电流的d轴分量和双馈风机控制器的直流侧电容电压，所述d轴分量为转子磁场方向的分量；/n根据所述反馈输入变量获取阻尼信号；以及/n根据所述阻尼信号控制所述双馈风电场经串补送出系统的输出信号趋近于阈值信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种控制方法，用于控制含电池储能的双馈风电场经串补送出系统传输电能，其特征在于，所述方法包括：
获取反馈输入变量，所述反馈输入变量包括双馈风机网侧控制器电流的d轴分量和双馈风机控制器的直流侧电容电压，所述d轴分量为转子磁场方向的分量；
根据所述反馈输入变量获取阻尼信号；以及
根据所述阻尼信号控制所述双馈风电场经串补送出系统的输出信号趋近于阈值信号。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述反馈输入变量获取阻尼信号包括：
对所述反馈输入信号进行滤波以获取第一中间信号；
对所述第一中间信号进行相位补偿以获取第二中间信号；
对所述第二中间信号进行放大以获取第三中间信号；以及
对所述第三中间信号进行限幅以获取所述阻尼信号。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述第一中间信号进行相位补偿的传递函数为：



其中，Hp为传递函数，s为拉普拉斯算子，T1、T2为时间常数。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取时间常数的公式为：



其中，ω为所述第一中间信号的角频率，φ为待补偿的角度，a为中间量。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述阻尼信号控制所述双馈风电场经串补送出系统的输出信号趋近于阈值信号包括：
根据有功功率、无功功率和所述阻尼信号生成阈值信号；以及
控制所述双馈风电场经串补送出系统的输出信号趋近于所述阈值信号。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据有功功率、无功功率和所述阻尼信号生成阈值信号包括：
根据所述无功功率和所述阻尼信号获取第一阈值信号，所述第一阈值信号为所述双馈风电场经串补送出系统的输出电压的d轴分量的阈值；以及
根据所述有功功率和所述阻尼信号获取第二阈值信号，所述第二阈值信号为所述双馈风电场经串补送出系统的输出电压的q轴分量的阈值，所述q轴分量为垂直于转子磁场方向的分量。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述无功功率和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨琳，张晓寒，赵宇含，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11