【技术实现步骤摘要】
本申请涉及风力发电
，尤其涉及一种双馈感应风电系统抑制总有功功率波动的方法及系统。
技术介绍
在双馈感应风电系统中，双馈感应发电机（doubly fed induction generator,DFIG）的定子与电网是直接连接的，故当电网电压不平衡时，定子电压也会不平衡，进而导致定子、转子电流不平衡，最终导致发电机输出功率及电磁转矩的波动，降低发电机的使用寿命、影响并网发电质量。因此，亟需一种双馈感应风电系统的控制方法及系统，以解决电网电压不平衡导致的定子电压不平衡问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请目的在于提供一种双馈感应风电系统抑制总有功功率波动的方法及系统，以解决电网电压不平衡下系统的输出有功功率波动的问题。为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种双馈感应风电系统的抑制总有功功率波动的控制方法，应用于双馈感应风电系统，所述双馈感应风电系统包括双馈感应发电机，所述双馈感应发电机的定子侧设置有串联网侧变换器；所述方法包括：分别获取电网电压的三相电压信号uga、ugb和ugc，以及所述双馈感应发电机定子电压的三相电压信号usa、usb和usc；对所述uga，ugb和ugc依次进行坐标变换、滤波，得到所述电网电压正序分量在正向同步旋转坐标系下的d轴分量q轴分量对所述usa，usb和usc依次进行坐标变换、滤波，得到所述定子电压正序分量在正向同步旋转坐标系下的d轴分量q轴分量以...
【技术保护点】
一种双馈感应风电系统的抑制总有功功率波动的控制方法，其特征在于，应用于双馈感应风电系统，所述双馈感应风电系统包括双馈感应发电机，所述双馈感应发电机的定子侧设置有串联网侧变换器；所述方法包括：分别获取电网电压的三相电压信号uga、ugb和ugc，以及所述双馈感应发电机定子电压的三相电压信号usa、usb和usc；对所述uga，ugb和ugc依次进行坐标变换、滤波，得到所述电网电压正序分量在正向同步旋转坐标系下的d轴分量q轴分量对所述usa，usb和usc依次进行坐标变换、滤波，得到所述定子电压正序分量在正向同步旋转坐标系下的d轴分量q轴分量以及所述定子电压负序分量在反向同步旋转坐标系下的d轴分量q轴分量对所述和进行第一PI调节，得到所述串联网侧变换器的正序控制电压在正向同步旋转坐标系下的d轴分量对所述和进行第一PI调节，得到所述串联网侧变换器的正序控制电压在正向同步旋转坐标系下的q轴分量对所述进行第二PI调节，得到所述串联网侧变换器的负序控制电压在反向同步旋转坐标系下的d轴分量对所述进行第二PI调节，得到所述串联网侧变换器的负序控制电压在反向同步旋转坐标系下的q轴分量获取所述发电机的直流...
【技术特征摘要】
1.一种双馈感应风电系统的抑制总有功功率波动的控制方法，其特征在
于，应用于双馈感应风电系统，所述双馈感应风电系统包括双馈感应发电机，
所述双馈感应发电机的定子侧设置有串联网侧变换器；
所述方法包括：
分别获取电网电压的三相电压信号uga、ugb和ugc，以及所述双馈感应发
电机定子电压的三相电压信号usa、usb和usc；
对所述uga，ugb和ugc依次进行坐标变换、滤波，得到所述电网电压正序
分量在正向同步旋转坐标系下的d轴分量q轴分量对所述usa，usb和usc依次进行坐标变换、滤波，得到所述定子电压正序
分量在正向同步旋转坐标系下的d轴分量q轴分量以及所述定子电
压负序分量在反向同步旋转坐标系下的d轴分量q轴分量对所述和进行第一PI调节，得到所述串联网侧变换器的正序控制
电压在正向同步旋转坐标系下的d轴分量对所述和进行第一
PI调节，得到所述串联网侧变换器的正序控制电压在正向同步旋转坐标系下
的q轴分量对所述进行第二PI调节，得到所述串联网侧变换器
的负序控制电压在反向同步旋转坐标系下的d轴分量对所述进
行第二PI调节，得到所述串联网侧变换器的负序控制电压在反向同步旋转坐
标系下的q轴分量获取所述发电机的直流侧电压Udc；
根据所述和Udc生成串联网侧变换
器控制信号，并利用所述串联网侧变换器控制信号控制所述串联网侧变换器
将所述和输出至所述定子回路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述和进行
第一PI调节，得到所述的PI调节公式为：
useriesd++=(Kp1+Ki1/s)(ugd++-usd++);]]>所述对所述和进行第一PI调节，得到所述的PI调节控制
公式为：useriesq++=(Kp1+Ki1/s)(ugq++-usq++);]]>所述对所述进行第二PI调节，得到所述的PI调节公式为：
useriesd--=(Kp2+Ki2/s)(0-usd--);]]>所述对所述进行第二PI调节，得到所述的PI调节公式为：
useriesq--=(Kp2+Ki2/s)(0-usq--);]]>其中，
Kp1为所述第一PI调节器的比例系数，Ki1为所述第一PI调节器的积分系
数，Kp2为所述第二PI调节器的比例系数，Ki2为所述第二PI调节器的积分系
数，Kp1<0，Kp2<0。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对所述uga，ugb和ugc依次进行坐标变换、滤波，得到所述和的具体方法为：
对所述uga，ugb和ugc进行第一坐标变换，得到所述电网电压在静止两相
αβ坐标轴系下的α轴分量eα和β轴分量eβ；对所述eα和eβ进行第二坐标变换，
并对所述eα和eβ的第二坐标变换结果进行滤波，得到所述和所述对所述usa，usb，usc依次进行坐标变换、滤波，得到所述和的具体方法为：
对所述usa，usb，usc进行第一坐标变换，得到所述定子电压在静止两相αβ
坐标轴系下的α轴分量esα和β轴分量esβ；对所述esα和esβ进行第二坐标变换，
并对所述esα和esβ的第二坐标变换结果进行滤波，得到所述和对所述
esα和esβ进行第三坐标变换，并对所述esα和esβ的第三坐标变换结果进行滤波，
得到所述和其中，所述第一坐标变换具体为将被变换参数由静止三相abc坐标系变换
到静止两相αβ坐标轴系；所述第二坐标变换具体为将被变换参数由静止两相
αβ坐标轴系变换到正向同步角速度旋转坐标系；所述第三坐标变换具体为将
被变换参数由静止两相αβ坐标轴系变换到反向同步角速度旋转坐标系。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述双馈感应发电机的定
子侧还设置有并联网侧变换器；所述方法还包括：
对所述eα和eβ进行第三坐标变换，并对所述eα和eβ的第三坐标变换结果
进行滤波，得到所述电网电压负序分量在反向同步旋转坐标系下的d轴分量
q轴分量分别获取所述并联网侧变换器的三相电流信号iga、igb和igc，以及所述双
馈感应发电机定子的三相电流信号isa、isb和isc；
对所述iga、igb和igc依次进行坐标变换、滤波，得到所述并联网侧变换器
的三相电流信号正序分量在正向同步旋转坐标系下d轴分量和q轴分量
以及所述并联网侧变换器的三相电流信号负序分量在反向同步旋转坐标
系下d轴分量和q轴分量对所述isa、isb和isc依次进行坐标变换、滤波，得到所述双馈感应发电机
定子的三相电流信号正序分量在正向同步旋转坐标系下d轴分量和q轴分
量对所述Udc和直流侧电压给定值进行直流侧电压PI调节，得到直流侧
电压平均有功功率给定值所述的调节公式为：
Pg_av*=(Kpu+Kiu/s)(Udc*-Udc)·Udc*;]]>其中，Kpu为所述直流侧电压PI
调节器的比例系数，Kiu为所述直流侧电压PI调节器的积分系数；
将所述电网电压正序分量定向于正向同步旋转坐标系的d轴，利用给定
电流计算公式计算所述并联网侧变换器的正序给定电流在正向同步旋转坐标
系下的d轴分量q轴分量和所述并联网侧变换器的负序给定电流在
反向同步旋转坐标系下的d轴分量q轴分量所述给定电流计算公式
为：
igd++*igq++*igd--*igq--*=ugd++·pg_av*(ug++)2-(ug--)2-ugd--·Pseries_cos2(ug++)2-(ug--)2-ugq--·pseries_sin2(ug++)2-(ug--)2-ugd++·Qg_av*(ug++)2+(ug--)2+ugq--·Pseries_cos2(ug++)2+(ug--)2-ugd--·Pseries_sin2(ug++)2+(ug--)2k1·Pseries_cos2(ug++)4-(ug--)4+k2·Pseries_sin2(ug++)4-(ug--)4-ugd--·Pg_av*(ug++)2-(ug--)2+ugq--·Qg_av*(ug++)2+(ug--)2k2·Pseries_cos2(ug++)4-(ug--)4+k3·Pseries_sin2(ug++)4-(ug--)4-ugq--·Pg_av*(ug++)2-(ug--)2-ugd--·Qg_av*(ug++)2+(ug--)2;]]>其
中，为所述电网电压的正序分量，为所述电网电压的负序分量，Pseries_cos2为所述发电机有功功率的二倍频余弦波动分量，Pseries_sin2为所述发电机有功功
率的二倍频正弦波动分量，为并联网侧变换器平均无功功率给定值，k1为第一中间参数，k2为第二中间参数，k3为第三中间参数；且，
ug++=ugd++]]>(ug--)2=(ugd--)2+(ugq--)2]]>Pseries_cos2=-ugd--·isd++-ugq--·isq++]]>Pseries_sin2=-ugq--·isd++-ugd--·isq++;]]>k1=(ugd++)3-ugd++·(ugq--)2+ugd++·(ugd--)2]]>k2=2ugd++·ugd--·ugq--]]>k3=(ugd++)3-ugd++·(ugd--)2+ugd++·(ugq--)2]]>利用公式ud++=-(Kp3+Ki3/s)(igd++*-igd++)+ωLgigq+++ugd++uq++=-(Kp3+Ki3/s)(igq++*-igq++)-ωLgigd++,]]>通过第三PI调节得
到所述并联网侧变换器的正序控制电压在正向同步旋转坐标系下的d轴分量
和q轴分量其中，Kp3为所述第三PI调节器的比例系数，Ki3为所述第
三PI调节器的积分系数，ω为同步电角速度，Lg为所述并联网侧变换器的进
线电抗器电感；
利用公式ud--=-(Kp4+Ki4/s)(igd--*-igd--)-ωLgigq--+ugd--uq--=-(Kp4+Ki4/s)(igq--*-igq--)+ωLgigd--+ugq--,]]>通过第四PI调节
得到所述并联网侧变换器的负序控制电压在反向同步旋转坐标系下的d轴分
量和q轴分量其中，Kp4为所述第四PI调节器的比例系数，Ki4为所述
第四PI调节器的积分系数；
对所述和进行坐标变换，得到所述并联网侧变换器的正序控制电压
在静止两相αβ坐标轴系下的α轴分量uα+和β轴分量uβ+；对所述和进
行坐标变换，得到所述并联网侧变换器的负序控制电压在静止两相αβ坐标轴
系下的α轴分量uα-和β轴分量uβ-；
根据所述uα+、uβ+、uα-、uβ-和Udc生成并联网侧变换器控制信号；
根据所述并联网侧变换器控制信号控制所述并联网侧变换器向所述定子
回路输出所述正序给定电流和负序给定电流。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述iga、igb和igc依次进行坐标变换、滤波，得到所述和具体方法为：
对所述iga、igb和igc进行第一坐标变换，得到所述并联网侧变换器的三相
电流信号在静止两相αβ坐标轴系下的α轴分量igα和β轴分量igβ；
对所述igα和igβ进行第二坐标变换，并对所述igα和igβ的第二坐标变换结
果进行滤波，得到所述并联网侧变换器的三相电流信号正序分量在正向同步
旋转坐标系下d轴分量和q轴分量对所述igα和igβ进行第三坐标变换，并对所述igα和igβ的第三坐标变换结
果进行滤波，得到所述并联网侧变换器的三相电流信号负序分量在正向同步
旋转坐标系下d轴分量和q轴分量所述对所述isa、isb和isc依次进行坐标变换、滤波，得到所述和具
体方法为：
对所述isa、isb和isc进行所述第一坐标变换，得到所述双馈感应发电机定
子的三相电流信号在静止两相αβ坐标轴系下的α轴分量isα和β轴分量isβ；
对所述isα和isβ进行第二坐标变换，并对所述isα和isβ的第二坐标变换结
果进行滤波，得到所述双馈感应发电机定子的三相电流信号正序分量在正向
同步旋转坐标系下d轴分量和q轴分量6.一种双馈感应风电系统的控制装置，其特征在于，应用于双馈感应风
电系统，所述双馈感应风电系统包括双馈感应发电机；
所述装置包括电网电压传感器、定子电压传感器、直流侧电压传感器、
第一微处理器和串联网侧变换器；
所述电网电压传感器用于获取电网电压的三相电压信号uga、ugb和ugc；
所述电子电压传感器用于获取所述双馈感应发电机定子电压的三相电压
信号usa、usb和usc；
所述直流侧...
【专利技术属性】
技术研发人员：何国军，姚骏，陈涛，黄淼，付昂，文一宇，张友强，蒋昆，
申请(专利权)人：国家电网公司，重庆市电力公司电力科学研究院，重庆大学，
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。