【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电领域，具体涉及一种构网型双馈风电机组交、直流电压的动态优化控制方法。
技术介绍
1、随着以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电基地建设持续推进，风力发电机组大规模远距离地接入主干电网将导致新能源并网点呈现出低短路比的弱电网或极弱电网特征。双馈发电机作为当前主流的风力发电机型之一，其接入弱电网下的稳定优化控制策略备受关注。双馈发电机组传统控制中转子侧变流器和网侧变流器均依赖锁相环实现电网同步，即跟网型控制。在新能源开发初期由于风电渗透率较低、电网强度相对较强，新能源接入点的频率和相位相对稳定，锁相环节可以精确锁定电网相位，实现变流器控制。但随着新能源渗透率不断提高，依赖刚性电网为支撑的跟网型双馈发电机组难以适应当下的弱电网甚至极弱电网的并网场景。
2、为了使双馈风电机组在弱电网条件下同时实现稳定运行及主动支撑电网，现有的解决方案是将双馈机组中的转子变流器和机侧变流器进行改进，利用构网型控制思想设计控制方案。考虑到转子侧变流器的控制目标是控制机组输出功率，因此在转子侧变流器上设计机组功率同步构网型控制策略。网侧变流器的控制目标是实现直流电压恒定，因此在网侧变流器上设计直流电压同步构网型控制策略。但是构网型控制的机组的抗扰动能力较弱，在风电机组输出功率快速变化时会引起直流电压波动，对双馈发电系统而言，直流母线电压动态波动不仅会触发直流侧过欠压故障，还有可能导致开关器件损坏。同时由于在弱电网下并网电流作用在传输线路阻抗上时，会导致线路压降增加，从而使得并网点电压降低。当电网强度很弱，机组满功率运行时并网
技术实现思路
1、本专利技术为克服现有技术存在的不足之处，提出一种构网型双馈风电机组交、直流电压的动态优化控制方法，以期在构网型双馈风电机组接入弱电网下功率指令快速响应的同时，使机侧变流器和网侧变流器能依据并网点电压变化自主共同参与交流电网电压支撑，同时网侧变流器根据功率指令及转速变化自适应参与控制系统角度生成，从而能优化双馈风电机组的交、直流电压动态特性，减小双馈风电机组功率波动导致的交、直流母线电压波动，使得双馈风电机组在弱电网可以稳定运行，提高电力系统的频率、电压稳定性。
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、本专利技术一种构网型双馈风电机组交、直流电压的动态优化方法的特点在于，是应用于双馈发电机、转子侧变流器、网侧变流器所组成的双馈风力发电系统中，并按如下步骤进行：
4、步骤1、采集所述双馈发电机的三相总并网电流iga、igb、igc与三相定子电压usa、usb、usc，并带入式(1)所示的坐标变换环节，获得三相总并网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igd、igq，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usd、usq，并依据式(2)对直流分量进行运算，得到双馈风机组输出的瞬时有功功率pe,依据式(3)对瞬时有功功率pe进行运算，得到双馈风机组输出有功功率的低通滤波值pef：
5、
6、pe＝1.5(usdigd+usqigq) (2)
7、
8、式(1)和式(2)中，θrsc为转子变流器的坐标变换的参考角度；
9、式(3)中，ωf代表功率低通滤波器的截止频率；
10、步骤2、转子侧变流器计算机组有功指令peref与输出有功功率滤波值pef的偏差，并带入如式(4)所示的有功功率控制器apc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；
11、
12、式(4)中，mp为有功下垂系数，ω0为基准频率，s表示微分运算，kd,ωd代表功率阻尼的两个校正系数；
13、步骤3、转子侧变流器计算定子侧额定电压u0与并网点电压幅值|us|的偏差δu，并与外部的无功功率指令qref一起带入式(5)，从而获得转子无功电流指令irqref：
14、
15、式(5)中，mus为定子侧无功电压下垂系数，u0为额定电压，mq2i为无功功率指令qref到无功电流指令之间irqref的传递系数，
16、转子侧变流器将q轴定子电压外环指令usqref与q轴定子电压usq的偏差，输入q轴电压环的pi调节器中，从而获得dq坐标系下的d轴转子电流内环指令irdref；其中，usqref＝0；
17、步骤4、采集双馈风机的三相转子电流ira、irb、irc与转子机械角度θr，并带入式(6)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ird、irq：
18、
19、步骤5、计算irdref与ird之间的偏差以及irqref与irq之间的偏差，并分别输入转子电流内环的pi调节器中，相应得到dq坐标系下的d轴、q轴转子电压指令vrd、vrq，再经过svpwm环节的调制后，生成转子侧变流器的开关管控制信号s1-s6，从而实现所述转子侧变流器的功率同步构网型控制；
20、步骤6、计算直流母线指令udcref与瞬时直流母线电压udc的偏差，叠加定子侧有功指令psref及风机转速信息，并将其带入如式(7)所示的直流电压控制器dvc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；
21、
22、式(7)中，kp_dc,kd_dc为直流电压控制器中的比例、微分参数，sr为风机的转差率，xg为电网阻抗，upcc为并网点电压，eg为远端电网电压幅值，ωf1代表功率指令低通滤波器的截止频率；
23、步骤7、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(8)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ild、ilq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ugd、ugq：
24、
25、步骤8、网侧变流器计算网侧额定电压u0与并网点电压幅值|ug|的偏差δu，并带入式(9)，从而获得网侧q轴无功电流指令ilqref：
26、
27、式(9)中，mug为网侧无功电压下垂系数；
28、网侧变流器将q轴定子电压外环指令ugqref与q轴定子电压ugq的偏差输入q轴电压环的pi调节器中，从而获得dq坐标系下的d轴电感电流内环指令ildref；其中，ugqref＝0；
<本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种构网型双馈风电机组交、直流电压的动态优化方法，其特征在于，是应用于双馈发电机、转子侧变流器、网侧变流器所组成的双馈风力发电系统中，并按如下步骤进行：
2.一种电子设备，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所述构网型双馈风电机组交、直流电压的动态优化控制方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
3.一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所述构网型双馈风电机组交、直流电压的动态优化控制方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种构网型双馈风电机组交、直流电压的动态优化方法，其特征在于，是应用于双馈发电机、转子侧变流器、网侧变流器所组成的双馈风力发电系统中，并按如下步骤进行：
2.一种电子设备，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所述构网型双馈风电机...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢震，李梦杰，冯艳涛，张兴，杨淑英，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。