一種發(fā)電機(jī)電網(wǎng)故障恢復(fù)控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)電機(jī)電網(wǎng)故障恢復(fù)控制方法。在電網(wǎng)故障恢復(fù)階段，切換轉(zhuǎn)子電流指令向量為電網(wǎng)故障恢復(fù)階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量，以抑制電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，并同時(shí)加速直流磁通衰減；切出電網(wǎng)故障恢復(fù)階段后，切換轉(zhuǎn)子電流指令向量為電網(wǎng)正常運(yùn)行階段和無(wú)功支撐階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量；進(jìn)行電網(wǎng)故障恢復(fù)階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量計(jì)算時(shí)先使其和定子電流向量共線，再得到該向量的模代入計(jì)算得到。本發(fā)明抑制了電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了雙饋電機(jī)的柔性故障切出，增強(qiáng)了機(jī)械系統(tǒng)的可靠性；加速瞬態(tài)直流磁通的衰減，可加快功率輸出的恢復(fù)速度并盡可能避免重復(fù)故障下在轉(zhuǎn)子側(cè)感應(yīng)更高電動(dòng)勢(shì)的危險(xiǎn)，并且限制了轉(zhuǎn)子電流，確保了轉(zhuǎn)子變流器的安全運(yùn)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種發(fā)電機(jī)電網(wǎng)故障恢復(fù)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)控制方法，尤其涉及一種發(fā)電機(jī)電網(wǎng)故障恢復(fù)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電技術(shù)為一種具有良好發(fā)展前景的可再生能源技術(shù)。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有在風(fēng)速變化下追蹤最大風(fēng)能利用率的能力，在進(jìn)十年來(lái)得廣泛運(yùn)用。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要包括全功率變換器結(jié)構(gòu)和部分功率變換器結(jié)構(gòu)兩種類(lèi)型，雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為一種典型的具有部分功率變換器結(jié)構(gòu)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，相比具有全功率變換器結(jié)構(gòu)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有顯著的成本優(yōu)勢(shì)。然而由于雙饋電機(jī)定子同電網(wǎng)直接相連，電網(wǎng)故障引起的電壓突變會(huì)直接影響電機(jī)，產(chǎn)生瞬態(tài)直流磁通分量，并且在轉(zhuǎn)子端感應(yīng)出遠(yuǎn)高于正常運(yùn)行值的電動(dòng)勢(shì)，有可能會(huì)造成轉(zhuǎn)子過(guò)流。而另一方面，包括我國(guó)在內(nèi)的世界多國(guó)現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)又要求雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓跌落時(shí)保持不間斷運(yùn)行，并且提供無(wú)功電流支撐電網(wǎng)。因此，雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障穿越控制方法一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。代表性的控制方法包括在跌落時(shí)接入轉(zhuǎn)子撬棒電路(CROWBAR)對(duì)變流器進(jìn)行保護(hù)，并且衰減瞬態(tài)磁通分量的硬件保護(hù)方案，和通過(guò)轉(zhuǎn)子變流器產(chǎn)生滅磁電流，對(duì)瞬態(tài)直流磁通進(jìn)行滅磁控制的改進(jìn)控制方案等。
[0003]現(xiàn)有的故障穿越控制方案大多在電網(wǎng)電壓跌落后對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行控制。在電網(wǎng)故障恢復(fù)，電壓回升時(shí)，各國(guó)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)同樣對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)提出了相應(yīng)要求。一方 面,雙饋風(fēng)電系統(tǒng)需要在電網(wǎng)電壓回升后的規(guī)定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)功率輸出，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。另一方面，某些國(guó)家還要求雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有在電網(wǎng)電壓恢復(fù)后的短時(shí)間內(nèi)穿越另一次電網(wǎng)故障(重復(fù)性故障穿越)的能力。因此，雙饋電機(jī)電網(wǎng)故障恢復(fù)時(shí)的控制也至關(guān)重要。
[0004]由于現(xiàn)有的故障穿越控制方案大多針對(duì)故障發(fā)生，電壓跌落后的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行控制，若用于電網(wǎng)故障恢復(fù)時(shí)，無(wú)法達(dá)到最優(yōu)的控制效果。為了滿足電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于輸出功率恢復(fù)速度和重復(fù)性電網(wǎng)故障穿越的要求，在電網(wǎng)故障恢復(fù)，電壓回升后，同樣需要對(duì)瞬態(tài)直流磁通分量進(jìn)行衰減，而由于故障恢復(fù)后電網(wǎng)電壓較高，現(xiàn)有的故障穿越控制方案有可能產(chǎn)生較高的電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，嚴(yán)重影響機(jī)械系統(tǒng)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有控制方法在電網(wǎng)故障恢復(fù)時(shí)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)電機(jī)電網(wǎng)故障恢復(fù)控制方法，屬于雙饋發(fā)電機(jī)的電網(wǎng)故障穿越控制技術(shù)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]本發(fā)明方法包括:通過(guò)電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)，確定電網(wǎng)故障恢復(fù)；通過(guò)傳感器采集和坐標(biāo)變換得到同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的定子電壓向量L/,和定子電流向量?.,?/ ;通過(guò)鎖相環(huán)得到電網(wǎng)角速度;通過(guò)功率外環(huán)計(jì)算得到電網(wǎng)正常運(yùn)行階段和無(wú)功支撐階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量在故障恢復(fù)階段、電網(wǎng)正常運(yùn)行階段和無(wú)功支撐階段下同時(shí)控制轉(zhuǎn)子電流向量^追蹤轉(zhuǎn)子電流指令向量其特征在于:電網(wǎng)故障恢復(fù)階段，切換轉(zhuǎn)子電流指令向量了_為電網(wǎng)故障恢復(fù)階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量L*, 2%以抑制電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，并同時(shí)加速直流磁通衰減；切出電網(wǎng)故障恢復(fù)階段后，切換轉(zhuǎn)子電流指令向量Irf/為電網(wǎng)正常運(yùn)行階段和無(wú)功支撐階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量I*, / ο
[0008]所述的電網(wǎng)故障恢復(fù)階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量/通過(guò)以下步驟進(jìn)行計(jì)算:
[0009]I)通過(guò)以下公式I得到電網(wǎng)故障恢復(fù)階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量Iir /的方向與定子電流向量?_共線，對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制:
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電機(jī)電網(wǎng)故障恢復(fù)控制方法，包括:通過(guò)電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)，確定電網(wǎng)故障恢復(fù)；通過(guò)傳感器采集和坐標(biāo)變換得到同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的定子電壓向量和定子電流向量I通過(guò)鎖相環(huán)得到電網(wǎng)角速度Oci ;通過(guò)功率外環(huán)計(jì)算得到電網(wǎng)正常運(yùn)行階段和無(wú)功支撐階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量Α/.在故障恢復(fù)階段、電網(wǎng)正常運(yùn)行階段和無(wú)功支撐階段下同時(shí)控制轉(zhuǎn)子電流向量1^追蹤轉(zhuǎn)子電流指令向量?-%其特征在于:電網(wǎng)故障恢復(fù)階段，切換轉(zhuǎn)子電流指令向量為電網(wǎng)故障恢復(fù)階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量以抑制電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，并同時(shí)加速直流磁通衰減；切出電網(wǎng)故障恢復(fù)階段后，切換轉(zhuǎn)子電流指令向量“.為電網(wǎng)正常運(yùn)行階段和無(wú)功支撐階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量I4J。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機(jī)電網(wǎng)故障恢復(fù)控制方法，其特征在于:所述的電網(wǎng)故障恢復(fù)階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量通過(guò)以下步驟進(jìn)行計(jì)算: 1)通過(guò)以下公式I得到電網(wǎng)故障恢復(fù)階段的轉(zhuǎn)子電流指令向量的方向與定子電流向量?_共線，對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制:
【文檔編號(hào)】H02P21/00GK103904969SQ201410083541
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】徐德鴻, 陳文杰, 陳敏, 朱楠 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)