【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可变速双馈抽水蓄能发电，具体涉及一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法。
技术介绍
1、在抽水蓄能发电系统中，可变速双馈抽水蓄能机组以其低成本和高效率等优点得到广泛应用。然而，在传统的可变速双馈抽水蓄能机组控制中，转子侧和网侧变流采用传统的基于锁相环定向的矢量控制，即跟随电网运行，也称为随网型控制。这种控制方式下，新能源机组不能主动支撑电网的电压和频率。特别是在弱电网条件下，传统的锁相同步控制可能导致一系列的稳定性问题，威胁到可变速双馈抽水蓄能发电系统的运行稳定以及电网电压和频率的稳定性。因此，急需提升可变速双馈抽水蓄能机组在弱电网条件下的稳定性和主动支撑能力。
2、为了在弱电网条件下实现可变速双馈抽水蓄能机组的稳定运行和电网主动支撑，目前存在多种解决方案。一种常见的方法是在可变速双馈抽水蓄能机组的定子侧有功功率指令中引入与电网频率偏差相关的附加有功指令，以实现附加调频控制，从而支持电网频率的稳定。同时，在定子无功功率指令中引入与电网电压幅值偏差相关的附加无功指令，以实现附加调压控制，从而支持电网电压的稳定。然而，这些方法可能引入不稳定因素，尤其在弱电网情况下，电压和频率的提取以及新增的附加回路都需要谨慎考虑。另一种解决方案是对可变速双馈抽水蓄能机组中的转子侧变流器进行改进，采用虚拟同步机的控制思想设计新的控制方案。然而，仅对转子侧变流器进行改进而保留网侧变流器的锁相环节可能会带来系统失稳的风险，需要仔细评估和控制。随着可变速双馈抽水蓄能机组容量的不断增加，还可以充分利用直流母线电容上的能量和网侧变
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，以期在保障变速双馈抽水蓄能机组弱电网下稳定性的同时，使其能依据并网点的电压和频率波动自适应输出有功功率、无功功率，从而能优化系统主动支撑能力。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，无锁相环控制方法应用于可变速双馈异步发电电动机、转子侧变流器、网侧变流器所组成的可变速双馈抽水蓄能机组中，包括以下步骤：
4、step1、通过测量电压幅值与额定值的偏差计算得到机组的总无功功率指令，并将其分配给转子侧变流器和网侧变流器；
5、step2、根据定子有功功率参考值与反馈计算得到转子侧变流器的坐标变换角度；
6、step3、根据直流电压参考值与反馈计算得到网侧变流器的坐标变换角度；
7、step4、转子侧变流器根据定子无功功率参考值与反馈的偏差计算得到定子电压幅值参考值；
8、step5、网侧变流器根据网侧无功功率参考值与反馈的偏差计算得到网侧电压幅值参考值。
9、优选的方案中，上述的step1的具体步骤为:
10、采集双馈异步发电电动机的三相定子电流isa、isb、isc与三相定子电压usa、usb、usc，并带入式(1)所示的坐标变换环节，获得三相定子电流在转子变流器的同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量以及三相定子电压在转子变流器的同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量并依据式(2)对直流分量进行计算，得到双馈异步发电电动机定子侧输出的瞬时有功功率ps与瞬时无功功率qs：
11、
12、
13、式(1)和式(2)中，θrsc转子变流器的坐标变换的参考角度，xa、xb、xc代表双馈异步发电电动机在三相静止坐标系下的定子电压或电流，代表定子电压或电流在转子变流器的同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量；
14、根据式(3)计算所述可变速双馈抽水蓄能机组的总无功输出指令qref，并根据式(3)得到转子变流器的定子侧无功指令qsref和网侧变流器的无功指令qgref：
15、
16、
17、式(4)中，m表示定转子的容量比；u0表示电网的额定电压；nq表示电压幅值与无功功率间的下垂系数。
18、优选的方案中，上述的step2的具体步骤为:
19、采集双馈异步发电电动机的三相转子电流ira、irb、irc与转子机械角度θr，并带入式(5)所示的坐标变换环节，获得三相转子电流在转子变流器的同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量
20、
21、采集网侧变流器的三相电感电流ila、ilb、ilc与三相电容电压uga、ugb、ugc，并带入式(6)所示的坐标变换环节，获得三相电感电流在网侧同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量以及三相电容电压在同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量并依据式(7)对直流分量进行计算，得到网侧变流器输出的瞬时无功功率qg：
22、
23、式(6)中，代表网侧电压或电流在网侧变流器的同步旋转坐标系下的d轴、q轴直流分量；
24、
25、计算定子侧有功指令psref与输出瞬时有功功率ps的偏差，并带入如式(8)所示的有功功率控制器中，从而获得定子电压控制角θrsc，并作为转子侧变流器的坐标变换的定向角度；
26、
27、式(8)中，j为虚拟惯性系数，d为阻尼系数，ω0为基准频率，kd、td为超前、滞后校正系数；s表示微分算子。
28、优选的方案中，上述的step3的具体步骤为:
29、计算直流母线指令与瞬时直流母线电压的偏差，并将其带入如式(9)所示的直流电压控制器中，从而获得网侧电压控制角θgsc，并作为网侧变流器的坐标变换的定向角度；
30、
31、式(9)中，cdc为直流母线的电容值；d1、d2为直流母线电压偏差到网侧变流器坐标变换定向角度θgsc的两个传递系数。
32、上述的step4的具体步骤为:
33、计算定子侧无功指令qsref与输出瞬时无功功率qs的偏差δqs，并带入如式(10)所示的定子侧无功功率控制器中，从而获得定子电压幅值指令usref，令转子侧变流器的定子电压外环指令满足式(11)：
34、
35、式(10)中，kp、ki分别为无功功率控制器的比例、积分参数；
36、
37、式(11)中，usdref、usqref分别为d轴、q轴定子电压外环指令。
38、优选的方案中，上述的step5的具体步骤为:
39、计算网侧无功指令qgref与输出瞬时无功功率qg的偏差δqg，并带入如式(12)所示的网侧无功功率控制器中，从而获得网侧电压幅值指令ugref，令网侧变流器的电压外环指令满足式(13)：
40、
41、
42、式(13)中，ugdref、ugqref分别为d轴、q轴网侧电压外环指令。
43、上述的无锁相环控制方法还包括以下步骤：
44、step6、转子侧变流器将d轴定子电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，其特征在于，无锁相环控制方法应用于可变速双馈异步发电电动机、转子侧变流器、网侧变流器所组成的可变速双馈抽水蓄能机组中，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，其特征在于，所述的Step1的具体步骤为:
3.根据权利要求2所述的一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，其特征在于，所述的Step2的具体步骤为:
4.根据权利要求3所述的一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，其特征在于，所述的Step3的具体步骤为:
5.根据权利要求4所述的一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，其特征在于，所述的Step4的具体步骤为:
6.根据权利要求5所述的一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，其特征在于，所述的Step5的具体步骤为:
7.根据权利要求6所述的一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，其特征在于，所述的无锁相环控制方法还包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，其特征在于，无锁相环控制方法应用于可变速双馈异步发电电动机、转子侧变流器、网侧变流器所组成的可变速双馈抽水蓄能机组中，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，其特征在于，所述的step1的具体步骤为:
3.根据权利要求2所述的一种可变速双馈抽水蓄能机组无锁相环控制方法，其特征在于，所述的step2的具体步骤为:
4.根据权利要求3所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：查子健，游文霞，李文武，杨苗，邱宪达，邵江城，刘玥，梅锦超，陈盾初，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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