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专利号: 2023109104166
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:2025-11-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双馈风电机组低电压穿越方法,其特征在于,包含以下步骤:S1:在双馈风电机组机端发生电压跌落,进入低电压穿越状态后,投入连接在双馈风电机组定子侧的故障电流限制器,检测双馈风电机组并网点电压大小;

S2:基于双馈风电机组并网点电压大小、投入的故障电流限制器阻抗大小,以维持双馈风电机组定子电流大小不变为目标,确定故障穿越期间机侧变流器与网侧变流器的电流控制目标;

S3:将机侧变流器与网侧变流器的电流控制目标转化为机侧变流器与网侧变流器的功率控制目标,应用于双馈风电机组机侧变流器与网侧变流器的控制;

所述S2包含以下步骤:

双馈风电机组进入低电压穿越状态前的定子电流为Is,pre;双馈风电机组进入低电压穿越状态后的并网点电压为Vf,投入的故障电流限制器阻抗为ZFCL;双馈风电机组定子电流控制目标值设为进入低电压穿越状态前的定子电流,在维持定子电流大小不变的前提下,定子电压Vs采用式(1)计算得到:Vs=Vf‑ZFCLIs,pre         (1);

进而基于式(2)求得对应定子电流控制目标的机侧变流器的电流控制目标Ir,ref:式中Rs为定子电阻,j代表复数的虚部,ωs为同步转速,Lm为定子与转子的互感,Ls为定子的自感以及定子与转子的互感之和;

对应机侧变流器的电流控制目标Ir,ref,机侧变流器的电压Vr基于式(3)计算得到:Vr=RrIr,ref+jωr(LrIr,ref+LmIs,pre)       (3);

式中Rr为转子电阻,ωr为转子转速,Lr为转子的自感以及定子与转子的互感之和;

机侧变流器的有功功率Pr基于式(4)计算得到:

式中Re代表取复数实部函数,上标*代表共轭;

为维持直流母线电压稳定,机侧变流器的有功功率Pr应与网侧变流器的有功功率Pg相平衡,即Pr+Pg=0;在双馈风电机组低电压穿越过程中,网侧变流器的输出电流控制在其最大允许值Ig,max,网侧变流器的有功功率基于式(5)计算得到:式中Rg为网侧变流器滤波电路的电阻,上标d代表直轴分量,直轴‑交轴坐标系即d‑q坐标系采用并网点电压Vf向量位于直轴的定位方式,此时有并网点电压直轴分量其中||代表向量的模值;

基于式(6)可求解网侧变流器的直轴电流控制目标

网侧变流器的交轴电流控制目标 基于式(7)计算得到:

故障穿越期间:机侧变流器的直轴电流控制目标设定为Ir,ref的直轴分量,即 机侧变流器的交轴电流控制目标设定为Ir,ref的交轴分量,即 网侧变流器的直轴电流控制目标设定为 网侧变流器的交轴轴电流控制目标设定为

2.根据权利要求1所述的一种双馈风电机组低电压穿越方法,其特征在于,所述S3包含以下步骤:双馈风电机组在低电压穿越期间,对应机侧变流器的电流控制目标,机侧变流器的有功功率控制目标Ps,ref基于式(8)计算得到:机侧变流器的无功功率控制目标Qs,ref基于式(9)计算得到:式中Im代表取复数虚部函数;

网侧变流器有功功率控制的控制目标设定为维持连接机侧变流器与网侧变流器的直流母线电压恒定;网侧变流器无功功率的控制目标Qg,ref基于式(10)计算得到: