专利名称：基于离散非线性逆系统电压前馈的风电机组并网控制策略的制作方法
技术领域：
本发明属于风力发电领域，具体涉及到风力发电机组中的并网变流器控制策略。
背景技术：
风力发电机组并网变流器控制策略的研究和改善成为近年来风力发电领域研究的热点，目前应用最广泛的是基于电压外环电流内环的双闭环并网控制策略。这种传统的控制策略可以保证变流器中间直流电压的稳定，但是当考虑并网变流器的直流侧输入功率由于风力机的某些固有特性，例如塔影效应和风切变效应而造成的低频功率波动时，该控制策略并不能抑制并网功率的波动，从而引起接入点的电压波动和闪变。
发明内容
鉴于传统电压电流双闭环并网控制策略的不足，本发明在考虑了风力发电机组并网变流器直流侧输入功率存在低频波动的情况下，对传统的并网控制策略进行改进，通过在电压外环加入离散非线性逆系统电压前馈控制器，使变流器的并网功率波动得到有效抑制。为达到上述目的，本发明所述的基于离散非线性逆系统电压前馈的风电机组并网控制策略，其技术方案是这样实现的:
基于离散非线性逆系统电压前馈的风电机组并网控制策略采用传统电压电流双闭环控制策略的电流内环，而对其电压外环进行改进，加入了离散非线性逆系统电压前馈控制器，得到随着输入功率呈现非线性变化的参考电压值。离散非线性逆系统电压前馈控制器的设计思路如下:
把含有某些特定频率分量的波动输入功率通过低通滤波器LP (如
图1)得到并网功率的参考值，再由输入功率减去并网功率的参考值得到变流器中间直流电容的功率参考值。由于中间直流电容的功率和电压之间呈现非线性关系，所以通过离散化可以由电容的功率参考值通过控制器C (如图1)逆推回电容的电压参考值。由电容的功率参考值逆推回电容的电压参考值的离散化计算公式为:
权利要求
1.基于离散非线性逆系统电压前馈的风电机组并网控制策略由传统的电压电流双闭环并网控制策略改进而成，采用了原有的电流内环控制，而在电压外环加入离散非线性逆系统电压前馈控制器。
2.根据权利要求1所述的基于离散非线性逆系统电压前馈的风电机组并网控制策略，其特征在于离散非线性逆系统电压前馈控制器内部包括低通滤波器LP (如图1)和控制器C (如图1)。
3.根据权利要求1所述的基于离散非线性逆系统电压前馈的风电机组并网控制策略，其特征在于离散非线性逆系统电压前馈控制器作用于变流器直流侧输入功率，并且由输入功率与其低频分量之差得到中间电容的功率参考值，从而根据电容功率和电容电压的非线性变化规律得到电容的电压参考值。
4.根据权利要求1所述的基于离散非线性逆系统电压前馈的风电机组并网控制策略，其特征在于离散非线性逆系统电压前馈控制器内部的控制器C (如图1)控制律为，其中，为上一时刻的电压值，为电容的功率，为采样时间，为电容值。
全文摘要
基于离散非线性逆系统电压前馈的风电机组并网控制策略是一种对传统的电压电流双闭环并网控制策略加以改进，并且具有并网功率波动抑制作用的新型并网控制策略。该控制策略保留原有的电流内环结构，但电压外环的参考电压不再是一个常数值，而是先由变流器并网系统中的直流侧输入功率与其低频信号之差得到中间直流电容的参考功率，再由此经过离散非线性逆系统前馈控制器得到电压外环的参考电压。此种控制策略解决了风电机组变流器并网系统中输入功率波动引起并网功率波动的问题，通过改变参考电压的值，使得中间直流电容承受与输入功率一致的功率波动，从而使输出的并网功率波动得到抑制。
文档编号H02J3/38GK103107553SQ20111035690
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者贾利民, 雷涛, 韩雪姣 申请人:北京能高自动化技术股份有限公司