利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2020105973258
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-15
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种全功率风电机组的稳定控制系统,包括电压源型控制的全功率风电机组,其特征在于,所述风电机组的惯量传递控制环路中设置机侧稳定控制器;所述机侧稳定控制器,用于调节风电机组中机侧变流器输出有功功率的相位,提高稳定控制系统的稳定性;所述风电机组的网侧变流器连接网侧稳定控制器;所述网侧稳定控制器,用于增大网侧阻尼功率系数,提高稳定控制系统的稳定性。

2.根据权利要求1所述的一种全功率风电机组的稳定控制系统,其特征在于,所述机侧稳定控制器为惯量传递控制环路中串联三级低通滤波器;所述低通滤波器采用时间常数为T2的一阶低通滤波器。

3.根据权利要求2所述的一种全功率风电机组的稳定控制系统,其特征在于,所述时间常数为T2时,电力系统频率变化过程的调节时间为Ts,对应的惯量时间常数Tiner为Ts/4,为使低通滤波器能够较完整地传递电网频率变化信号,需满足时间常数T2小于Tiner/10。

4.根据权利要求2所述的一种全功率风电机组的稳定控制系统,其特征在于,风电机组的潜在谐振频率为ωres时,为使低通滤波器能够有效调节风电机组中机侧变流器输出有功功率的相位,需满足时间常数T2大于10/ωres。

5.根据权利要求1所述的一种全功率风电机组的稳定控制系统,其特征在于,所述网侧稳定控制器测量出直流电压,该直流电压经过时间常数为Tdc的高通滤波器,再经过增益为KPSS的放大环节作为附加的调制电压,叠加到原有的电压幅值上用于正弦脉冲宽度调制。

6.根据权利要求5所述的一种全功率风电机组的稳定控制系统,其特征在于,所述网侧稳定控制器中需要整定的参数是高通滤波时间常数Tdc、致稳控制系数KPSS。

7.根据权利要求6所述的一种全功率风电机组的稳定控制系统,其特征在于,风电机组的潜在谐振频率为ωres时,为使所述高通滤波器能通过角频率为ωres的谐振信号,所述高通滤波时间常数Tdc大于1/ωres。

8.根据权利要求6所述的一种全功率风电机组的稳定控制系统,其特征在于,所述致稳控制系数KPSS的最大值KPSSmax受网侧变流器的最大调制比限制,最大值KPSSmax公式为:公式(1)中,mmax为网侧变流器调制比的最大值,采用SPWM调制时其值为0.5; 为网侧变流器交流侧输出电压的标幺值;UBase为交流电压的基值;UdcB为直流侧电压的基值。

9.根据权利要求8所述的一种全功率风电机组的稳定控制系统,其特征在于,整定稳定控制系数时KPSS时,KPSS小于KPSSmax。

10.基于权利要求1所述的一种全功率风电机组的稳定控制系统的参数设计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、建立电压源控制的风电机组并弱网系统的状态空间模型或者搭建仿真模型,判断风电机组弱电网运行的稳定性,得到风电机组潜在谐振频率ωres;

步骤二、根据风电机组潜在谐振频率ωres,整定机侧致稳控制的低通滤波时间常数T2;

步骤三、根据风电机组潜在谐振频率ωres,整定网侧致稳控制的高通滤波时间常数Tdc;

根据风电机组实际运行工况确定KPSS可取的最大值;

步骤四、给出一个网侧致稳控制系数KPSS值,代入状态空间模型验证所设计参数T2、Tdc、KPSS的有效性;

步骤五、搭建电气仿真模型进一步验证所整定的机侧、网侧稳定控制参数的有效性;当电气振荡得到抑制,那么机侧、网侧致稳控制参数设计完毕;当电气振荡没有被抑制,重新设计一个网侧稳定控制系数KPSS,并返回步骤三继续进行理论验证与仿真验证,直到所设计参数使系统稳定为止。