一种提高风电机组稳定性的控制系统及其参数设计方法技术方案

本发明专利技术涉及风电机组控制技术领域，具体涉及一种提高风电机组稳定性的控制系统及其参数设计方法。本发明专利技术在全功率变换风电机组的电压源控制架构上，加入了改进型直流电压控制器、暂态稳定性提升控制器，能够提升电压源控制型风电机组的暂态稳定性，解决电网出现短路故障时常规电压源控制型风电机组的直流电压下跌的问题，维持直流电压稳定，避免危及电压源控制型风电机组的自主同步功能；改进型脉宽调制器能够提高电压源控制型风电机组的小信号稳定性，确保电压源控制型风电机组并网系统的安全稳定运行；改进型直流电压控制器、改进型脉宽调制器、暂态稳定性提升控制器的参数设计方法能够提升电压源控制型风电机组的小信号稳定性和暂态稳定性。号稳定性和暂态稳定性。号稳定性和暂态稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种提高风电机组稳定性的控制系统及其参数设计方法


[0001]本专利技术涉及风电机组控制
，具体涉及一种提高风电机组稳定性的控制系统及其参数设计方法。

技术介绍

[0002]全功率变换风电机组是目前广泛应用的一类风电机组，如附图1所示，该风电机组包括网侧变换器、机侧变换器。为了应对高比例风电并网，需要风电机组具备主动支撑电网、参与电网调节、以及稳定运行的能力。电压源控制策略能够使风电机组对电网呈现出电压源特性，实现对电网的主动支撑功能，满足高比例风电并网的要求。
[0003]如附图2所示，一种电压源控制型风电机组的网侧变换器控制结构，网侧变换器通过LCL型滤波器并入电网，网侧变换器包括无功功率控制与直流电压控制外环、交流侧电压控制中环、输出电流控制内环。这种电压源控制能够利用直流电容动态实现对电网的自主同步功能，省略了锁相环，然而，还存在如下问题：
[0004]1)电网出现短路故障电网电压跌落时，这种电压源控制型风电机组的直流电压下跌，如附图3所示，电网电压下跌，风电机组直流电压下降到0.2p.u.以下，危及风电机组根据直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高风电机组稳定性的控制系统，包括电压源控制的全功率风电机组，依次连接全功率风电机组的机侧变换器、网侧变换器；所述网侧变换器通过LCL型滤波器并入电网；其特征在于，还包括改进型直流电压控制器、暂态稳定性提升控制器、改进型脉宽调制器；所述改进型直流电压控制器设置于网侧变换器的外控制环路中，用于对直流电压控制改进；所述暂态稳定性提升控制器与交流电压控制电路相连接；所述改进型脉宽调制器，用于对脉冲宽度调制环节改进；所述改进型直流电压控制器中，直流电压的反馈值经过一个增益为1/k
dc
的放大环节，再经过一个时间常数为T
dc
的低通滤波环节再经过一个增益为100π的积分环节后，其输出为相位θ，改进型直流电压控制器的输入、输出间的关系如下：公式(1)中，s为拉普拉斯算子，输出的相位θ可用于将反馈的三相电压u
Cabc
、电流i
1abc
变换为同步坐标系下的两相电压u
Cd
、u
Cq
以及电流i
1d
、i
1q
，也可用于将电流内环PI调节器输出的dq轴调制电压旋转变换为三相调制电压所述改进型脉宽调制器中，采用正弦脉冲宽度调制，调制波为电流内环PI调节器输出的、经过坐标变换后的三相调制电压正弦脉冲宽度调制的三角载波的峰峰值为h；网侧变换器直流电压的反馈值u
dc
经过时间常数为T
L
的一阶低通滤波器，再经过一个增益为2的放大环节后作为三角载波的峰峰值h，即该峰峰值h与网侧变换器直流电压之间的关系为：公式(2)中，s为拉普拉斯算子。2.根据权利要求1所述的一种提高风电机组稳定性的控制系统，其特征在于，所述改进型直流电压控制器中，设计放大系数k
dc
、时间常数T
dc
满足如下关系：公式(3)中，u
dcref
为直流电压的设定值。3.根据权利要求1所述的一种提高风电机组稳定性的控制系统，其特征在于，所述改进型脉宽调制器中，T
L...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑顺，朱悦，张雷，黄杰杰，薛晓岑，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：