【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风力并网发电
，具体涉及一种基于DFIG(双馈异步风力发电机)的直流并网发电系统及其控制方法。
技术介绍
随着人口的增加，经济的发展，人类对于能源的需求也越来越大，传统的能源储量正在日益枯竭，从而带来了能源短缺的问题。随着传统能源的日益枯竭，风能已经成为一种十分具有潜力的新能源，而当今社会，风电产业已成为新能源领域的一大支柱产业。伴随着陆上风电场的广泛应用，海上风电场也在持续发展。与陆上风电场相比，海上风电以其高风速、低风切变、低涡流、高产出等优点，成为重要的可持续能源。随着海上风电场规模和风电场离岸距离的增大，交流输电受到交流电缆充电电流的影响，传输容量和传输距离受到限制，不能满足海上风电场的并网要求。直流输电以其诸多优点成为大规模海上风电场与电网联接的理想方式。传统的双馈风机直流并网结构如附图说明图1所示,主要由多台DFIG组成，每台DFIG依次连接转子侧变流器、网侧变流器、滤波器、变压器后通过送端站接入直流母线。这种并网系统必须使用送端站把DFIG输出功率从交流传输变为直流传输，并且该送端站需要在不同的工况下维持稳定的电机定子端电压，系统结构复杂，控制难度大。此外，国内对于DFIG风电场直流并网系统的研究多是将风电场简化为单纯的功率源进行分析，并没有具体的结合DFIG的自身特性来设计其拓扑，对以DFIG为主要机型的风电场并网研究带来很大的局限性。因此，有必要研发出一种新型的风电直流并网系统拓扑结构，结合DFIG风机控制系统的相关特性，在保证并网效果的同时简化系统的结构，降低其建造成本，提高其运行性能，达到更好的研究和实际工程应用...
【技术保护点】
一种基于DFIG的直流并网发电系统，包括多台DFIG和直流电网；其特征在于：每台DFIG连接有定子变流器和转子变流器，所述的定子变流器和转子变流器共连有一台控制器；所述的定子变流器用于将DFIG的三相定子电压转换为直流电后一部分给转子变流器供电，另一部分注入直流电网；所述的转子变流器用于为DFIG转子提供励磁，并控制DFIG的三相定子电压为三相对称正弦波；所述的控制器用于采集DFIG的三相定子电压、三相定子电流、三相转子电流以及转速，并根据这些信号构造出两组PWM信号分别对定子变流器和转子变流器进行控制。
【技术特征摘要】
1.一种基于DFIG的直流并网发电系统，包括多台DFIG和直流电网；其特征在于:每台DFIG连接有定子变流器和转子变流器，所述的定子变流器和转子变流器共连有一台控制器； 所述的定子变流器用于将DFIG的三相定子电压转换为直流电后一部分给转子变流器供电，另一部分注入直流电网； 所述的转子变流器用于为DFIG转子提供励磁，并控制DFIG的三相定子电压为三相对称正弦波； 所述的控制器用于采集DFIG的三相定子电压、三相定子电流、三相转子电流以及转速，并根据这些信号构造出两组PWM信号分别对定子变流器和转子变流器进行控制。2.根据权利要求1所述的直流并网发电系统，其特征在于:所述的DFIG具有三相定子绕组和三相转子绕组，所述的定子变流器和转子变流器均为三相六桥臂结构；三相定子绕组的输出端分别与定子变流器的三相输入端相连，三相转子绕组的输出端分别与转子变流器的三相输入端相连，定子变流器的直流输出端与转子变流器的直流输出端对应连接后接入直流电网。3.—种如权利要求1或2所述的直流并网发电系统中转子变流器的控制方法，包括如下步骤: (1)采集DFIG的三相定子电压、三相定子电流、三相转子电流和转速；分别对三相定子电压和三相定子电流进行Clarke变换得到三相定子电压的a轴分量Uas和P轴分量U0s以及三相定子电流的a轴分量Ias和P轴分量Ies，对三相转子电流进行dq变换得到三相转子电流的d轴分量和q轴分量； (2)根据步骤⑴ 中得到的信号计算出等效励磁电流Ims、转子d轴电压补偿量AUt和转子q轴电压补偿量AUv;(3)根据步骤(2)中得到的信号，通过PI调节补偿计算出转子d轴电压调制信号乂&和转子q轴电压调制信号Vv; (4)根据转子d轴电压调制信号Vt和转子q轴电压调制信号Vqr通过SVPWM技术构造得到一组PWM信号以对转子变流器进行控制。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于:所述的步骤(2)中，根据以下公式计算等效励磁电流Ims、转子d轴电压补偿量AUt和转子q轴电压补偿量AUv:Vas = / (Uas-RsIas) dtV0s = / (Ues-RsIes) dtVds = ￥ascos 9 e+V0sSin 9 e Ims = V dS/Lm5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于:所述的步骤(3)中，通过PI调节补偿计算转子d轴电压调制信号Vto和转子q轴电压调制信号Vtff的过程如下: a.使给定的电流值ims和电流...
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