电网电压三相对称跌落故障下双馈风力发电机的控制方法

摘要

本发明属于风力发电机功率变换装置控制领域，涉及一种电网电压三相对称跌落故障下双馈风力发电机(DFIG)的控制方法：计算两相静止坐标系下的定子电压、定子电流和转子电流；计算磁链及同步旋转坐标下d、q轴定子电压与定子电流；计算滑差角度和滑差角速度；计算旋转坐标下d、q轴转子电流；计算定子有功功率、无功功率和电磁转矩；计算转子解耦补偿电压；根据补偿目标，将旋转坐标下d、q轴转子电流通过带通滤波器和超前滞后环节后得到转子电流的一次分量实际值，将此实际值与一次分量给定值做差并通过PI控制器，计算得到一次分量补偿项；计算旋转坐标系下转子d轴电流的给定值；将转速给定值旋转角速度实际值的差经过PI控制器后，计算得到旋转坐标系下转子q轴电流的给定值；计算得到旋转坐标系下d、q轴转子电压的参考值；计算转子两相静止坐标系下的转子电压，并生成控制功率器件的开关信号。本发明可以有效抑制电网电压三相对称跌落引起的DFIG转子电流震荡，实现双馈风力发电机的不脱网运行，提高DFIG在电网电压三相对称跌落下的运行性能。

主权项

一种电网电压三相对称跌落故障下双馈风力发电机的控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)检测三相定子电压，三相定子电流，三相转子电流和转子位置角并计算旋转角速度；(2)将检测到的三相定子电压、三相定子电流和三相转子电流经3/2变换模块得到两相静止坐标系下的定子电压、定子电流和转子电流；(3)将定子两相静止坐标系下的定子电压信号经软件锁相环，得到定子磁链以及定子磁链位置角，并将定子电压与定子电流以定子磁链位置角进行Park变换，得到同步旋转坐标下d、q轴定子电压与定子电流；根据步骤(1)得到的转子位置角计算滑差角度，对滑差角度微分得到滑差角速度；根据步骤(2)中计算得到的两相静止坐标系下的转子电流以滑差角度进行Park变换，得到旋转坐标下d、q轴转子电流；(4)根据两相旋转坐标下的定子电压、定子电流计算定子无功功率；根据定子磁链、滑差角速度及旋转坐标下的转子电流计算转子解耦补偿电压；根据补偿目标，将旋转坐标下d、q轴转子电流通过带通滤波器和超前滞后环节后得到转子电流的一次分量实际值，将此实际值与一次分量给定值做差并通过PI控制器，计算得到一次分量补偿项；(5)将定子无功功率的给定值与步骤(4)得到的定子无功功率的实际值的差经过PI控制器后，计算得到旋转坐标系下转子d轴电流的给定值；将转速给定值与步骤(1)计算得到的旋转角速度实际值的差经过PI控制器后，计算得到旋转坐标系下转子q轴电流的给定值；(6)将步骤(5)中计算得到的旋转坐标系下d、q轴转子电流的两个给定值分别与步骤(3)所计算得到的旋转坐标系下的d、q轴转子电流相减，然后经过PI控制器计算得到旋转坐标系下d、q轴转子电压的参考值；(7)将旋转坐标系下d、q轴转子电压参考值分别与各自的转子解耦补偿电压和一次分量补偿项相加，以滑差角度为变换角进行反Park变换，得到转子两相静止坐标系下的转子电压；该转子电压信号经过空间矢量脉宽调制后，产生控制功率器件的开关信号。