面结合附图对本发明的具体实施过程中做进一步详细描述。
[0060]一种用于双馈风力发电系统故障穿越的灭磁控制方法，包括下述步骤： 阳06U 步骤一，检测S相定子电压U,。、u,b、Uw和S相定子电流i,。、Lb、is。，将检测到的S 相定子电压?。、?b、?。和ミ相定子电流i,。、Lb、is。变换到两相静止ae坐标系，得到定子 电压Ug。、Ugp和定子电流ig。、Lp,并利用准积分电压模型法求解定子磁链4g。、(6,6;
[0062] 步骤二，将求解得到的定子磁链11^。、(6.6送入楠圆带通滤波器，获得定子正、负 序磁链之芽P4sal+^sa2、4sM+4sP2; 阳06引步骤三根据定子磁链4 ,。、4 ,P与定子正、负序磁链之和4 ,。1+ 4,。2、^5{!1+4 5{!2，计算定子直流磁链4 5。。、4 5{!。，计算公式如下：
[00化]步骤四，计算定子正、负序磁链之差计算公式如下：
[0067]其中，R历定子电阻，《历定子电压同步旋转角频率； W側步骤五，根据定子正、负序磁链之和4,。1+4,。2、4SP2与定子正、负序磁链 之差计算定子负序磁链4s〇2、计算公式如下：
[0070] 步骤六，将计算得到的定子直流磁链4s。。、4se。和定子负序磁链4 5。2、变 换到定子电压同步旋转DQ坐标系下，得到相应的DQ坐标系下直流磁链4gd。、4sq。和负序 磁链il^d2、4sq2,再计算转子去直流磁链电流指令记。、i；；,。，相应的计算公式为：
[0071]「!fV争" Lv」 Ir準'」
[0072] 其中，T。为正的比例系数，表示直流磁链的衰减速度；计算转子去负序磁链电流指 令這。、相应的计算公式为：
[0074] 其中，Tz为正的比例系数，表示负序磁链的衰减速度；
[00巧]步骤屯，检测S相转子电流if。、irb、ir。，将检测得到的S相转子电流if。、irb、ire变 换到定子电压同步旋转DQ坐标系下获得实际转子电流ifd、ifq，转子去直流磁链电流指令 与实际转子电流反馈ifd、ifq作差后送入谐振控制器R。1，则得到转子去直流磁链控 制电压u'；,,,,、;转子去负序磁链电流指令与实际转子电流反馈作差后送 入谐振控制器氏2,则得到转子去负序磁链控制电压ul、;
[0076]步骤八，将定子电压同步旋转坐标系下转子去直流磁链控制电压l/,。、，定子 电压同步旋转坐标系下转子去负序磁链控制电压U^,和定子电压同步旋转坐标系下 转子稳态控制电压心1,、i/q,=者相加获得总的转子控制电压u；；^、u：：4;再将计算获得的定 子电压同步旋转坐标系下的转子控制电压 反变换得到转子=相静止坐标系下的= 相控制电压u\l/、l/，从而来控制双馈风力发电系统故障穿越。 ra rb re
[0077] 本发明在2MW风力发电机组上进行了故障穿越现场试验。
[0078] 参见图4和图5,在发生不对称故障不施加灭磁控制策略时=相转子电流波形，可 W看到由于暂态负序磁链较大，=相转子电流的峰值达到1100A，且在电网电压恢复时，转 子变流器由于电流过大而封锁进行自我保护。
[0079] 参见图6和图7,在不对称故障下施加本发明灭磁控制技术时=相转子电流波形， 可W看到，S相转子电流的峰值仅达到800A，且在电网电压恢复时，转子变流器未封锁。
[0080] 参见图8和图9,在对称故障下不施加灭磁控制策略时=相转子电流波形，可W看 出，由于暂态直流磁链较大，在电网电压恢复时刻，转子变流器发生过流现象而封锁输出。
[0081] 参见图10和图11，在对称故障下施加本发明灭磁控制策略时=相转子电流波形， 可W看到，在电网电压恢复时，由于转子去磁电流的注入，暂态直流磁链快速衰减，因此转 子变流器不会出现大电流现象而封锁输出。
[0082] 采用本方法，在电网发生故障时，能够很好的加快定子直流磁链和负序磁链的衰 减，转子变流器不会发生过流、过压现象，从而确保双馈发电机在故障期间具有良好的响 应。
【主权项】
1. 一种用于双馈风力发电系统故障穿越的灭磁控制方法，其特征在于，包括下述步 骤： 步骤一，检测三相定子电压usa、usb、Us。和三相定子电流i sa、isb、is。，将检测到的三相定 子电压11;33、11;31)、11;3(:和三相定子电流；[ ;33、；[;31)、；[;3(:变换到两相静止€[0坐标系，得到定子电压 usa、Usfi和定子电流i sa、isP，并利用准积分电压模型法求解定子磁链Φ sa、Φ sP; 步骤二，将求解得到的定子磁链Φ,α、送入椭圆带通滤波器，获得定子正、负序磁 矛卩 Itsa Jitsa2' itsM+itsP2; 步骤三，根据定子磁链I^sa、I^sp与定子正、负序磁链之和Φ sal+1^2、1^Pi+计 算定子直流磁链I^san、I^spn，计算公式如下：步骤四，计算定子正、负序磁链之差i>sal-iha2、Ihei-Ih fi2，计算公式如下：其中，Rs为定子电阻，ω 3为定子电压同步旋转角频率； 步骤五，根据定子正、负序磁链之和i>sal+iha2、定子正、负序磁链之差 1^sal- 1^sa2' ^sPl- ^ SP2^ if 1^sa2' Φ s β if ：步骤六，将计算得到的定子直流磁链Φ,αη、Itsfin和定子负序磁链Φ sa2、Φ5{!2变换到 定子电压同步旋转DQ坐标系下，得到相应的DQ坐标系下直流磁链和负序磁链 ^Sd2、Lq2，再计算转子去直流磁链电流指令C/,,、&,,，计算公式为：其中，1；为正的比例系数，表示直流磁链的衰减速度；计算转子去负序磁链电流指令 "C/2、心2,计算公式为：其中，1~2为正的比例系数，表示负序磁链的衰减速度； 步骤七，检测三相转子电流iM、iA、irc，将检测得到的三相转子电流i M、irt、irc变换 到定子电压同步旋转DQ坐标系下获得实际转子电流U、转子去直流磁链电流指令 C、Cin与实际转子电流反馈U、U乍差后送入谐振控制器R d，则得到转子去直流磁链控 制电压u:、;转子去负序磁链电流指令'与实际转子电流反馈乍差后送 入谐振控制器，则得到转子去负序磁链控制电压U^、; 步骤八，将定子电压同步旋转坐标系下转子去直流磁链控制电压ul、<#，定子电压 同步旋转坐标系下转子去负序磁链控制电压和定子电压同步旋转坐标系下转子 稳态控制电压U4、Ui三者相加获得总的转子控制电压< 再将计算获得的定子电 rdl rq\ rti. rq, 压同步旋转坐标系下的转子控制电压tCp ιζ反变换得到转子三相静止坐标系下的三相控 制电压i/、i/、i/，从而来控制双馈风力发电系统故障穿越。 ra. .rb. rc2. 根据权利要求1所述的一种用于双馈风力发电系统故障穿越的灭磁控制方法，其特 征在于：步骤一中计算定子磁链Φ3α、^ sfi的准积分电压模型法为：相应的准积分模型的表达式如下：3. 根据权利要求1所述的一种用于双馈风力发电系统故障穿越的灭磁控制方法，其特 征在于：步骤二中的二阶椭圆带通滤波器表达式如下：其中，c。、Cl、4为离散椭圆带通滤波器的分子系数，d。、山、d2为离散椭圆带通滤波器的 分母系数，Ts为采样周期；所设计的参数值为c。= 0.0241，C1= 0, C 2= -0.0241，d。= 1， Cl1= -1. 9481，d2= 0· 9518, Ts= 0· 0002s。4. 根据权利要求1所述的一种用于双馈风力发电系统故障穿越的灭磁控制方法，其特 征在于：步骤七中的谐振控制器L与谐振控制器L的表达式如下：其中，klh为谐振系数，ω。为谐振截止频率，ω 3为定子电压同步旋转角频率；所设计优 化参数值为 kih= 200，ω c= 5rad/s，ω s= l〇〇jirad/s〇5. 根据权利要求1所述的一种用于双馈风力发电系统故障穿越的灭磁控制方法，其特 征在于：步骤七中的转子侧电流从三相转子静止坐标系abc到两相定子电压同步旋转坐标 系DQ的变换为：其中，9s表示定子电压同步旋转角度，Θ ^表示转子旋转的电气角度。6.根据权利要求1所述的一种用于双馈风力发电系统故障穿越的灭磁控制方法，其特 征在于：步骤八中的转子侧控制电压从两相定子电压同步旋转坐标系DQ到三相转子静止 坐标系abc的反变换为：其中，9s表示定子电压同步旋转角度，Θ ^表示转子旋转的电气角度。
【专利摘要】本发明公开了一种用于双馈风力发电系统故障穿越的灭磁控制方法，属于风力发电技术领域，其特征在于：利用准积分电压模型法求解定子磁链，将定子磁链送入椭圆带通滤波器，计算定子直流磁链，计算定子正、负序磁链之差，计算定子负序磁链，计算转子去直流磁链电流指令，将转子去直流磁链电流指令与实际转子电流反馈作差后送入谐振控制器，将计算获得的定子电压同步旋转坐标系下的转子控制电压反变换得到转子三相静止坐标系下的三相控制电压，从而控制双馈风力发电系统故障穿越。本发明消除了分解去磁电流反馈所带来的延时，提高了控制精度和动态响应速度，加速了定子直流磁链和定子负序磁链的衰减，极大的提高了灭磁可靠性和灭磁效果。
【IPC分类】H02P21/22, H02P9/12, H02J3/38, H02P21/14, H02P101/15
【公开号】CN105429537
【申请号】CN201510760974
【发明人】李华银, 赵昕, 彭涛, 闵泽生, 陈建国, 蒋驰雷, 李莉, 陈明
【申请人】四川东方电气自动控制工程有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月10日