【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风力发电并网系统运行与控制领域，具体涉及一种针对直驱风电机组跟网型控制到构网型控制的延时补偿切换方法。
技术介绍
1、直驱风电机组由于没有齿轮箱和励磁控制系统，具有较高的可靠性和效率，逐渐成为了风力发电系统的主流机型之一。跟网型控制策略可以为系统提供较快的动态响应，直驱风电机组大多应用了跟网型控制策略。然而，在负载投切的情况下，跟网型控制不能为直驱风电机组并网系统提供良好的频率支撑。随着风电等新能源渗透率逐渐升高，电力系统中电力电子器件占比越来越大，若直驱风电机组不能提供足够的惯量、阻尼支撑，当电力系统面临重负载投切时，容易出现频率波动过大，甚至频率失稳的问题。为此，有学者提出一种不使用锁相环的构网型控制模式，构网型控制在直驱风电机组并网系统中可以为系统提供惯性和阻尼，改善系统的频率响应特性，提高系统稳定性。然而，构网型控制策略为进行频率支撑需要预留发电机组设备容量，导致直驱风电机组往往不能按照最大功率跟踪运行，造成弃风弃电的浪费现象。结合两种控制模式的优势，“a grid forming/followingsequence switching control strategy for supporting frequency stabilityofisolatedpower grids”文献提出了构网型控制与跟网型控制之间进行选择的依据，在频率波动开始阶段需要大惯量和大阻尼减小系统频率波动偏差，此时采用构网型控制策略；在频率恢复阶段需要减小系统惯量和阻尼以缩短恢复稳定时间，此时采用跟网型控制策略。然而，这种方法针
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种直驱风电机组的跟网型控制到构网型控制的延时补偿切换方法，以期减小系统因频繁切换操作导致的机械磨损和能量损耗，同时解决信号传递带来的通信延时问题，进而改善直驱风电机组并网系统的功率输出能力和频率稳定性，使得直驱风电机组并网系统在微小负载投切工况下采用跟网型控制，从而具有较大的输出功率；在较大负载投切工况下采用构网型控制，减小系统频率的波动，改善系统频率稳定性。
2、本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
3、本专利技术一种直驱风电机组的跟网型控制到构网型控制的延时补偿切换方法，所述直驱风电机组包括：机侧换流器、网侧换流器的特点在于，所述延时补偿切换方法是按如下步骤进行：
4、步骤s1：建立直驱风电机组在跟网型控制下机侧换流器、网侧换流器的控制模型；
5、步骤s1.1：建立直驱风电机组在跟网型控制下的机侧换流器的控制模型：
6、步骤s1.1.1：在dq旋转坐标系下，利用式(1)建立直驱风电机组在跟网型控制下机侧换流器的转速外环控制结构：
7、
8、式(1)中，isqref1为直驱风电机组在跟网型控制下机侧的q轴电流参考值，ωmref为直驱风电机组在跟网型控制下的机侧转速给定值，ωm为直驱风电机组在跟网型控制下的机侧转速测量值，kp1为转速外环控制的比例系数，ki1为转速外环控制的积分系数，s表示积分；
9、步骤s1.1.2：在dq旋转坐标系下，利用式(2)和式(3)建立直驱风电机组在跟网型控制下机侧换流器的电流内环控制结构：
10、
11、
12、式(2)中，usq1为跟网型控制下机侧换流器的q轴电流控制环节输出的脉冲宽度调制模拟电压的q轴分量，isq1为跟网型控制下的机侧q轴电流测量值，kp2为跟网型控制下机侧换流器的电流内环控制的比例系数，ki2为跟网型控制下机侧换流器的电流内环控制的积分系数；
13、式(3)中，usd1为跟网型控制下机侧换流器的d轴电流控制环节输出的脉冲宽度调制模拟电压的d轴分量，isd1为直驱风电机组在跟网型控制下的机侧d轴电流测量值，kp3为跟网型控制下机侧换流器的电流内环控制的比例系数，ki3为跟网型控制下机侧换流器的电流内环控制的积分系数；
14、步骤s1.1.3：通过usd1和usq1生成跟网型控制下的机侧换流器的脉冲信号pwm1；
15、步骤s1.2：建立直驱风电机组在跟网型控制下的网侧换流器的控制模型：
16、步骤s1.2.1：在dq旋转坐标系下，利用式(4)建立直驱风电机组在跟网型控制下的网侧换流器的直流电压外环控制结构：
17、
18、式(4)中，udcref为直驱风电机组在跟网型控制下的直流电压给定值，udc为直驱风电机组在跟网型控制下的直流电压测量值，idref2为直驱风电机组在跟网型控制下的网侧d轴电流参考值，kp4为跟网型控制下的网侧换流器的直流电压外环控制的比例系数，ki4为跟网型控制下的网侧换流器的直流电压外环控制的积分系数；
19、步骤s1.2.2：在dq旋转坐标系下，利用式(5)和式(6)建立直驱风电机组在跟网型控制下的网侧换流器的电流内环控制结构：
20、
21、
22、式(5)中，id2为直驱风电机组在跟网型控制下的网侧d轴电流测量值，ugd为电网d轴电压测量值，ud2为跟网型控制下的网侧换流器的d轴电流控制环节输出的脉冲宽度调制模拟电压的d轴分量，kp5为跟网型控制下的网侧换流器的电流内环控制的比例系数，ki5为跟网型控制下的网侧换流器的电流内环控制的积分系数；
23、式(6)中，iqref2为直驱风电机组在跟网型控制下的网侧q轴电流参考值，iq2为直驱风电机组在跟网型控制下的网侧q轴电流测量值，ugq为电网q轴电压测量值，uq2为跟网型控制下的网侧换流器的q轴电流控制环节输出的脉冲宽度调制模拟电压的q轴分量，kp6为跟网型控制下的网侧换流器的电流内环控制的比例系数，ki6为跟网型控制下的网侧换流器的电流内环控制的积分系数；
24、步骤s1.2.3：通过ud2和uq2生成跟网型控制下的网侧换流器的脉冲信号pwm2；
25、步骤s2：建立直驱风电机组在构网型控制下机侧换流器、网侧换流器的控制模型；
26、步骤s2.1：建立直驱风电机组在构网型控制下机侧换流器的控制模型：
27、步骤s2.1.1：在dq旋转坐标系下，利用式(7)建立直驱风电机组在构网型控制下机侧换流器的直流电压外环控制结构：
28、
29、式(7)中，udref3为直驱风电机组在构网型控制下的直流电压给定值，ud3为直驱风电机组在构网型控制下的直流电压测量值，iqref3为直驱风电机组在构网型控制下的机侧q轴电流参考值，kp7为机侧换流器在构网型控制下的直流电压外环控制的比例系数，ki7为机侧换流器在构网型控制下的直流电压外环控制的积分系数；
30、步骤s2.1.2：在dq旋转坐标系下，利用式(8)和式(9)建立直驱风电机组在构网型控制下机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种直驱风电机组的跟网型控制到构网型控制的延时补偿切换方法，所述直驱风电机组包括：机侧换流器、网侧换流器；其特征在于，所述延时补偿切换方法是按如下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种直驱风电机组的跟网型控制到构网型控制的延时补偿切换方法，其特征在于，按如下过程得到所述直驱风电机组在负载投切工况下电网的动态频率响应fh表达式：
3.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1或2所述延时补偿切换方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
4.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1或2所述延时补偿切换方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种直驱风电机组的跟网型控制到构网型控制的延时补偿切换方法，所述直驱风电机组包括：机侧换流器、网侧换流器；其特征在于，所述延时补偿切换方法是按如下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种直驱风电机组的跟网型控制到构网型控制的延时补偿切换方法，其特征在于，按如下过程得到所述直驱风电机组在负载投切工况下电网的动态频率响应fh表达式：
【专利技术属性】
技术研发人员：邵冰冰，刘佳康，肖琪，李畅，韩平平，马伟，陈艺，黄杰，刘鑫，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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