双馈风电机组次同步控制相互作用的抑制方法
【专利摘要】本发明提供了一种双馈风电机组次同步控制相互作用的抑制方法，包括步骤1：建立基于双馈风电机组连接至无穷大电网系统的小信号模型；步骤2：通过对小信号模型进行特征值分析，获得特征值的分布情况；步骤3：基于变流器PI参数的变化对次同步控制相互作用所对应特征值的影响，选取对次同步控制抑制效果最佳的变流器PI参数范围。本发明通过分别控制转子侧变流器PI参数和网侧变流器PI参数抑制次同步振荡，增大了次同步振荡模态的阻尼比，起到减弱轴系振荡的效果。本发明通过选取适当范围的变流器PI参数范围，达到抑制次同步控制相互作用的目的，无需增加额外的设备，只需要优化变流器的PI参数选择即可实现，具有成本低、参数整定简单。
【专利说明】
双馈风电机组次同步控制相互作用的抑制方法
技术领域
[0001] 本发明设及风力发电技术领域，具体地，设及一种双馈风电机组次同步控制相互 作用的抑制方法。
【背景技术】
[0002] 风电机组控制器引起的次同步振荡问题是随着风力发电快速发展而产生的一种 新的次同步振荡现象。与次同步谐振和装置引起的次同步振荡不同，风电机组控制器引起 的次同步振荡和机械系统没有任何联系。此类次同步振荡的频率和衰减率由风电控制器参 数和输电系统参数共同决定，与轴系固有模态频率完全无关，且比次同步谐振SSR发散得更 快，应引起足够的重视。
[0003] 相关文献研究表明，次同步控制相互作用发生的原因是风电机组的快速直接电流 控制导致系统出现负阻尼。系统发生扰动所产生的谐振电流会在发电机转子上感应出对应 的次同步电流，进而引起转子电流的变化。变流控制器感受到此变化后会调节逆变器输出 电压，引起转子中实际电流的改变。如果输出电压助增转子电流增大，谐振电流的振荡将会 加剧，进而导致系统稳定性的破坏。
[0004] 2009年9月，在美国德克萨斯州的某风电场发生了一次SSCI事故，造成风力发电机 大量跳机W及内部擦棒电路损坏。该事故引发了相关学者的关注，并开展了相关的研究工 作，提出了一系列抑制SSCI的方法。但运些方法多采用在DFIG附近安装FACTS装置，成本较 高，并且FACTS与DFIG的交互作用使得FACTS的参数整定较为困难，在工程实际中实现较为 困难。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种双馈风电机组次同步控制相互 作用的抑制方法。
[0006] 根据本发明提供的双馈风电机组次同步控制相互作用的抑制方法，包括如下步 骤：
[0007] 步骤1:建立基于双馈风电机组连接至无穷大电网系统的小信号模型；
[000引步骤2:通过对小信号模型进行特征值分析，获得特征值的分布情况；
[0009] 步骤3:基于变流器PI参数的变化对次同步控制相互作用所对应特征值的影响，从 而选取对次同步控制相互作用抑制效果最佳的变流器PI参数范围。
[0010] 优选地，所述小信号模型包括:轴系模块、感应电机模块、转子侧控制器、变流器直 流侧模块、网侧控制器模块、变流器出口电感和变压器模块、并联补偿电容模块W及输电线 路模块;其中，转子侧控制器采用基于定子磁链定向的矢量控制，控制DFIG的有功功率和机 端电压。
[0011] 优选地，所述轴系模块W风机奖叶转矩at。和发电机电磁转矩A Te作为输入变 量，W高速轴角速度，即发电机角速度A O r为输出变量，状态方程如公式(1)所示：
[0012]
Cl)
[0013] 其中，
[0014] AXm=[ A 目I A 目2 A 目3 A 01 A 02 A 03]t;
[0015] aYm=[ A 目3 A ?3]t，Aum=[ ATw ATe]T;
[0016] 式中：表示A Xm对时间的倒数，Am、Bm、Cm和Dm表示轴系模块的控制系统参数矩 阵，AXm表示轴系模块的状态变量，A UM表示轴系模块的控制变量，A Ym表示轴系模块的输 出变量，A 01、A 02、A 03分别表示轴系模块S个质量块的机械旋转角微增量，A ?1、A ?2、 A CO 3分别表示=个质量块的角速度微增量；
[0017]所述感应发电机模块W发电机角速度A CO r、定子电压A Us和转子电压A Ur作为输 入变量，W发电机电磁转矩A Te、定子输出电流A Is和转子输出电流A k为输出变量，状态 方程如式(2)所示：
[001 引
[0019] 其中，[0020] AXG=[Ae'q Ae'd]T;[00別] A Yg= [ A iqs A ids A Te]T; A UG= [ A Uqs A Uds A Uqr A Udr A O r]T;
[0022]
[0023]
[0024]
[0025]
[0026] 式中：么耗表示AXg对时间的导数，4〇、8〇、〔〇、0康示感应发电机模块的控制系统参 数矩阵，A Xc表示感应发电机模块的状态变量，A UC表示感应发电机模块的控制变量，AYc 表不感应发电机模块的输出变量，A e%表不暂态电动势交轴分量，A d表不暂态电动势直 轴分量，A iqs表不定子输出电流交轴分量，A ids表不定制输出电流直轴分量，A Te表不电磁 转矩，A Uqs表不定子电压交轴分量，A Uds表不定子电压直轴分量，A Uqr表不转子电压交轴 分量，A Udr表不转子电压直轴分量，Tc/表不暂态时间常数，表不暂态电抗，Xrr表不转子和 励磁绕组电抗之和，表示暂态阻抗，Xm表示励磁绕组电抗，SrO表示转差率初值，《 b表示系 统基准频率，O S表示转差频率，Rs表示定子电阻，日/d日表示暂态电动势初值直轴分量，e%0表 不暂态电动势初值交轴分量，UqsO表不转子电压初值交轴分量，UdsO表不转子电压初值直轴 分量；
[0027] 所述变流器直流侧模块W转子电压A Ur、转子输出电流A Ir、网侧变流器电压A Ug 和网侧变流器输出电流A Ig为输入变量，W电容两端直流电压A Vdc为输出变量，状态方程 如公式(3)所示：
[002引（3)
[0029] 具甲，
[0030] AXdc= AYdc=[ A Vdc]t;
[0031 ] A UDC= [ A Uqg, A Udg, A iqg, A idg, A Uqr, A Udr, A iqr, A idr]T;
[0032] Adc =化XI，公"（=
[0033] Cdc = Iixi, Ddc = Oixs;
[0034] 式中：Air。。表不A Xd拥时间的导数，4〇(；、8〇(；、〔〇(；、〇〇康不变流器直流侧模块控制参 数矩阵，A Xdc表示变流器直流侧模块状态变量，A UDC表示变流器直流侧模块控制变量，A Ydc表示变流器直流侧模块输出变量，AVdc表示电容两端直流电压，[? ]T表示转置运算，A Uqg表示网侧变流器电压交轴分量，A Udg表示网侧变流器电压直轴分量，A iqg表示网侧变流 器输出电流交轴分量，A idg表示网侧变流器输出电流直轴分量，AUqr表示转子电压交轴分 量，A Udr表示转子电压直轴分量，A iqr表示转子输出电流交轴分量，A idr表示转子输出电 流直轴分量，OlX读示0，iqg表示网侧变流器输出电流交轴分量，idg表示网侧变流器输出电 流直轴分量，Uqg表示网侧变流器电压交轴分量，Udg表示网侧变流器电压直轴分量，iqr表示 转子输出电流交轴分量，idr表示转子输出电流直轴分量，Uqr表示转子电压交轴分量，Udr表 示转子电压直轴分量，IlXl表示1，化X8表示1乘8的零矩阵；
[0035] 所述网侧控制器模块W直流电压A Vdc、直流电压参考值A VDLref、网侧变流器输出 电流参考值A iqg_ref和网侧变流器输出电流A Ig为输入变量，W网侧变流器电压A Ug为输出 变量，下标GSI表示网侧，状态方程如公式(4)所示：
[0036]
(4)
[0037] 其中，
[003引 A 拍si = [ Ax5, Ax6, Ax7]t;
[0041]
[0039] A Ygsi = [ Audg, Auqg]T;[0040] AugSI=[ A VDC_ref，A VdC, A iqg ref, A i化，A iqg]T;
[0042]
[0043]
[0044]
[0045] 式中：表示A Xgsi对时间的导数，4日51、8日51、〔日51、0日51表示网侧控制器模块控制 系统参数矩阵，A拍SI表示网侧控制器模块状态变量，Augsi表示网侧控制器模块控制变量， A Ygsi表不网侧控制器模块输出变量，A X日、A X6、A X7表不相关控制变量，A Udg表不网侧变 流器电压直轴分量，A Uqg表示网侧变流器电压交轴分量，A idg表示网侧变流器输出电流直 轴分量，山38、1^8、1(18、1^、1^、1(18表示相关？1控制器的？1控制参数；
[0046] 所述变流器出口电感和变压器模块W A U为输入变量，W网侧变流器输出电流A Ig为输出变量，状态方程如公式巧)所示：
[0047] (5)
[004引 [0049]
[(K)加]
[0化1 ]
[0化2]
[0化3]
[0054] 式中：^表不A X化对时间的导数，Arl、Brl、Crl、Drl表不变流器出口电感和变压器 模块控制系统控制参数矩，A Xrl表示变流器出口电感和变压器模块状态变量，A URL表示变 流器出口电感和变压器模块控制变量，A化L表示变流器出口电感和变压器模块输出变量， A Igx表示网侧变流器输出电流X轴分量，A Igy表示网侧变流器输出电流y轴分量，A Ux表示 电压X轴分量，A Uy表示电压y轴分量，:T表示电阻，X表示电抗，〇2X2表示2乘2的零矩阵；
[0055]所述并联补偿电容模块W A Ip。为输入变量，W定子电压AUs为输出变量，状态方 程如公式(6)所示：
[0化6]
(6)
[0057]其中，
[005引 AXpc= AYpc=[ Ausx, Ausy]T;
[0059] Aupc=[ AIpcx, AIpcy]T;
[0060]
，Dpc = 〇2X2;
[006。 式中：表示A Xp。对时间的导数，4。。、8。。心。心康示并联补偿电容模块控制系 统参数矩阵，A Xpc表示并联补偿电容模块状态变量，A Upc表示并联补偿电容模块控制变 量，A Ypc表不并联补偿电容模块输出变量，A Usx表不定子电压X轴分量，A Usy表不定子电 压y轴分量，A Ipcx表不并联电容电流X轴分量，A Ipcy表不并联电容电流y轴分量，Xc表不电 容的电抗值，02X2表示2乘2的零矩阵；
[0062] 所述输电线路模块W定子电压A Us和电网电压A化为输入变量，W线路电流A Il 为输出变量，状态方程如公式(7)所示：
[0063]
(7)
[0064] 其中，
[00化]A Xrlc= [ A ix, A iy, A Ucx, A Ucy]T，A Yrlc= [ A Ilx, A lLy]T，A 贴LC= [ A Usx, A Usy, A 化X，A 化y]T，
[0066]
[0067]
[006引
[0069] 式中：表不A Xrix对时间的导数，4化(；、8化(；、〔化(；、1)化(；表不输电线路模块控制系 统的参数矩阵，A Xrlc表示输电线路模块状态变量，A URLC表示输电线路模块控制变量，A 化LC表示输电线路模块输出变量，A ix表示电流X轴分量，A iy表示电流y轴分量，A Ucx表示 电容电压X轴分量，A Ucy表示电容电压y轴分量，A Ilx表示线路电流X轴分量，A ILy表示线路 电流y轴分量，X。表示电容电抗。
[0070] 优选地，所述步骤3包括:计算不同的功率下，抑制次同步控制相互作用的最佳参 数选择范围，将最后得到的参数范围取并集，得到全功率下不同PI参数的最佳取值范围。
[0071] 优选地，还包括8个PI控制器，其中，转子侧变流器设置有五个PI控制器，网侧变流 器设置有=个PI控制器；
[0072] 具体地，对于转子侧变流器，其中KpO和KiO是转子角速度控制器PI参数;Kpi和Kii是 定子有功功率控制器PI参数;Kp沸Ki2是转子电流交轴分量控制器PI参数;Kp3和Ki3是定子无 功功率控制器PI参数;Kp4和Ki4是转子电流直轴分量控制器PI参数;对于网侧变流器，其中 KpS和KiS是直流电压控制器PI参数;KpS和KiS是网侧电流直轴分量控制器PI参数;Kp7和Ki7是 网侧电流交轴分量控制器PI参数。
[0073] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0074] 本发明基于双馈风电机组的小信号模型W及其特征值分析，通过选取适当范围的 变流器PI参数范围，达到抑制次同步控制相互作用的目的，与现有的采用FACTS设备抑制次 同步振荡的方法相比，所述方法不需要增加额外的设备，只需要优化变流器的PI参数选择 即可实现，具有成本低、参数整定简单的优点。
【附图说明】
[0075] 通过阅读参照W下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0076] 图1为双馈风电机组连接至无穷大电网系统的小信号模型；
[0077] 图2为双馈型风力发电机组变流器的控制框图；
[0078] 图3为次同步控制相互作用模态随Kpo的变化趋势示意图；
[0079] 图4为次同步控制相互作用模态随KiO的变化趋势示意图；
[0080] 图5为次同步控制相互作用模态随Kpi的变化趋势示意图；
[0081] 图6为次同步控制相互作用模态随Kp3的变化趋势示意图；
[0082] 图7为次同步控制相互作用模态随Kp4的变化趋势示意图；
[0083] 图8为次同步控制相互作用模态随Kps的变化趋势示意图；
[0084] 图9为次同步控制相互作用模态随KiS的变化趋势示意图；
[0085] 图10为次同步控制相互作用模态随KpS的变化趋势示意图；
[0086] 图11为次同步控制相互作用模态随Kp7的变化趋势示意图；
[0087] 图12为全功率下不同PI参数的最佳取值范围示意图。
【具体实施方式】
[0088] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。W下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不W任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变化和改进。运些都属于本发明 的保护范围。
[0089] 本发明中的双馈风电机组次同步控制相互作用的抑制方法，该小信号模型主要由 轴系模块、感应电机模块、转子侧控制器模块、变流器直流侧模块、网侧控制器模块、变流器 出口电感和变压器模块、并联补偿电容模块W及输电线路模块构成。本发明所述方法基于 该小信号模型进行特征值分析，并基于变流器PI参数的变化对SSCI所对应特征值的影响， 从而选取对SSCI抑制效果最佳的变流器PI参数范围。
[0090] 图1中轴系模块W风机奖叶转矩A T。和发电机电磁转矩A Te作为输入变量，W高 速轴角速度，即发电机角速度A Or为输出变量;感应发电机模块W发电机角速度A Or、定 子电压A Us和转子电压A Ur作为输入变量，W发电机电磁转矩A Te、定子输出电流A Is和转 子输出电流A k为输出变量；网侧控制器模块W发电机角速度A Or、发电机角速度参考值 A Or ref、定子无功参考值AQs_ref、转子输出电流A Ir、定子输出电流A Is和定子电压AUs 作为输入变量，W转子电压A Ur为输出变量;变流器直流侧模块W转子电压A Ur、转子输出 电流A Ir、网侧变流器电压A Ug和网侧变流器输出电流A Ig为输入变量，W电容两端直流电 压A Vdc为输出变量；网侧控制器模块W直流电压A Vdc、直流电压参考值A VDLref、网侧变流 器输出电流参考值A iqg_ref和网侧变流器输出电流A Ig为输入变量，W网侧变流器电压A Ug 为输出变量;变流器出口电感及变压器模块W定子电压A Us和网侧变流器电压A Ug为输入 变量，W网侧变流器输出电流A Ig为输出变量;并联补偿电容模块W网侧变流器输出电流 A Ig、线路电流A IL、定子输出电流A IS为输入变量，W定子电压A Us为输出变量;输电线路 模块W定子电压A Us和电网电压A化为输入变量，W线路电流A Il为输出变量。
[0091] 图2中有8个PI控制器，其中转子侧变流器有五个，网侧变流器有=个。对于转子侧 变流器，其中KpO和KiO是转子角速度控制器PI参数;Kpi和Kii是定子有功功率控制器PI参数； Kp2和Ki2是转子电流交轴分量控制器PI参数;Kp3和Ki3是定子无功功率控制器PI参数;Kp4和 Ki4是转子电流直轴分量控制器PI参数。对于网侧变流器，其中KpS和KiS是直流电压控制器PI 参数;Kp廓KiS是网侧电流直轴分量控制器PI参数;Kp7和Ki?是网侧电流交轴分量控制器PI参 数。
[0092] 具体步骤如下：
[0093] 在Matlab的Simulink电磁仿真软件中，搭建如图1的小信号模型，其中具体电路和 控制框图如图2所示，设定的PI参数如表一所示，线路的补偿度为0.4。
[0094] 表一双馈型风机变流器控制PI参数
[00951
[0096] 该小信号模型总共有27个状态变量，即：
[0097] AX=[ A iLx, A iLy, Ausc'x, Ausc'y, Aupc'x, Aupc'y, Al])qs，Al])ds，Al])qr，Al])dr，Ax3, A白化rb ,
[0098] A 目gear , A 目r, A O 化rb , A O gear , A O r，A X4，A X5, A Vdc，A X6，A igx , A igy , A X7，A xo, A XI, A x2]t;
[0099] 其中：0*加、08日3沸0,分别为叶片、低速轴和高速轴扭矩角，《*加、《8日3,和"，分别 为各部分转速，(6qs、(6ds、(6qrW及(6dr分别为发电机定转子磁链的q轴和巧由分量，X日、Xl、X2、X3、 X4、X5、X6W及X7分别为变流器控制变量，Vdc为直流电容电压，igx和igy为网侧变流器输出电 流的X和y轴分量，叫C,X和A Upc,y分别为变压器出口并补电容电压的X和y轴分量，iLx，iLy, Us。,x，Usw分别为输电线路电流和串补电容两端电流的X和y轴分量。
[0100] 对该小信号模型进行特征值分析，系统所有的振荡模态如表二所示。
[0101] 表二双馈风电机组连接至电力系统的小信号模型特征值
[0102]
[0103] 通过相关因子表可W知道、5,16对应SSCI震荡模态，然后W固定的步长，从小到大 依次改变PI参数，保持其他PI参数不变，得到SSCI振荡模态所对应阻尼比的变化情况，如图 3到图11所示。因此可W从图中找到使SSCI振荡模态阻尼比最大的PI参数范围（在图中的虚 线圆圈附近）。从图3到图11中发现，当每个PI参数取虚线圆圈附近的值时，SSCI振荡模态的 阻尼比取得最大，运时SSCI能够得到较好地抑制。
[0104] W固定的步长调节风电机组的出力，按照3中的方法调节PI参数，得到系统在不同 出力情况下，SSCI振荡模态所对应的特征值实部和阻尼比的变化趋势。从而可W得到不同 的功率下，抑制SSCI振荡模态的最佳参数选择范围。将最后得到的参数范围取并集，即可得 到全功率下不同PI参数的最佳取值范围，如图12所示。
[0105] W上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可W在权利要求的范围内做出各种变化或修改，运并不影 响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可W任意相 互组合。
【主权项】
1. 一种双馈风电机组次同步控制相互作用的抑制方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1:建立基于双馈风电机组连接至无穷大电网系统的小信号模型； 步骤2:通过对小信号模型进行特征值分析，获得特征值的分布情况； 步骤3:基于变流器PI参数的变化对次同步控制相互作用所对应特征值的影响，从而选 取对次同步控制相互作用抑制效果最佳的变流器PI参数范围。2. 根据权利要求1所述的双馈风电机组次同步控制相互作用的抑制方法，其特征在于， 所述小信号模型包括:轴系模块、感应电机模块、转子侧控制器、变流器直流侧模块、网侧控 制器模块、变流器出口电感和变压器模块、并联补偿电容模块W及输电线路模块;其中，转 子侧控制器采用基于定子磁链定向的矢量控制，控制DFIG的有功功率和机端电压。3. 根据权利要求2所述的双馈风电机组次同步控制相互作用的抑制方法，其特征在于， 所述轴系模块W风机奖叶转矩A T。和发电机电磁转矩Δ Te作为输入变量，W高速轴角速 度，即发电机角速度A Qr为输出变量，状态方程如公式(1)所示：式中：表不ΔΧμ对时间的倒数，Am、Bm、Cm和Dm表不轴系模块的控制系统参数矩阵，Δ Xm表示轴系模块的状态变量，Aum表示轴系模块的控制变量，A Ym表示轴系模块的输出变 量，Δ θι、Δ 02、Δ 03分别表不轴系模块Ξ个质量块的机械旋转角微增量，Δ ωι、Δ (〇2、Δ c〇3 分别表示Ξ个质量块的角速度微增量； 所述感应发电机模块W发电机角速度A ω r、定子电压Δ Us和转子电压Δ Ur作为输入变 量，W发电机电磁转矩A Te、定子输出电流Δ Is和转子输出电流Mr为输出变量，状态方程 如式(2)所示：式中：Δ^。表示A Xc对时间的导数，Ac、Be、Cc、D康示感应发电机模块的控制系统参数矩 阵，AXg表不感应发电机模块的状态变量，Aug表不感应发电机模块的控制变量，A Yg表不 感应发电机模块的输出变量，Δ e%表不暂态电动势交轴分量，Δ d表不暂态电动势直轴分 量，Δ iqs表不定子输出电流交轴分量，A ids表不定制输出电流直轴分量，A Te表不电磁转 矩，AUqs表不定子电压交轴分量，A Uds表不定子电压直轴分量，A Uqr表不转子电压交轴分 量，A Udr表不转子电压直轴分量，Τ(/表不暂态时间常数，χ/表不暂态电抗，Xrr表不转子和励 磁绕组电抗之和，Z/表示暂态阻抗，Xm表示励磁绕组电抗，SrO表示转差率初值，ω b表示系统 基准频率，cOs表示转差频率，Rs表示定子电阻，e^d日表示暂态电动势初值直轴分量，e%日表示 暂态电动势初值交轴分量，UqsO表不转子电压初值交轴分量，UdsO表不转子电压初值直轴分 量； 所述变流器直流侧模块W转子电压A Ur、转子输出电流Δ k、网侧变流器电压Δ Ug和网 侧变流器输出电流A Ig为输入变量，W电容两端直流电压AVdc为输出变量，状态方程如公 式(3)所示：式中：表示Δ Xdc对时间的导数，Adc、Bdc、Cdc、Ddc表示变流器直流侧模块控制参数矩 阵，Δ Xdc表示变流器直流侧模块状态变量，Δ UDC表示变流器直流侧模块控制变量，Δ Ydc表 示变流器直流侧模块输出变量，AVdc表示电容两端直流电压，[· ]τ表示转置运算，Auqg表 示网侧变流器电压交轴分量，Δ Udg表示网侧变流器电压直轴分量，A iqg表示网侧变流器输 出电流交轴分量，Δ idg表示网侧变流器输出电流直轴分量，Δ Uqr表示转子电压交轴分量， A Udr表示转子电压直轴分量，A iqr表示转子输出电流交轴分量，A idr表示转子输出电流直 轴分量，OlXl表示0，iqg表示网侧变流器输出电流交轴分量，idg表示网侧变流器输出电流直 轴分量，Uqg表示网侧变流器电压交轴分量，Udg表示网侧变流器电压直轴分量，iqr表示转子 输出电流交轴分量，idr表示转子输出电流直轴分量，Uqr表示转子电压交轴分量，Udr表示转 子电压直轴分量，IlXl表示1，化X8表示1乘8的零矩阵； 所述网侧控制器模块W直流电压AVdC、直流电压参考值AVDC_ref、网侧变流器输出电流 参考值A iqg_ref和网侧变流器输出电流Δ Ig为输入变量，从网侧变流器电压Δ Ug为输出变 量，下标GSI表示网侧，状态方程如公式(4)所示：式中：么^@/表不Δ Xgs拥时间的导数，Agsi、Bgsi、Cgsi、Dgs康不网侧控制器模块控制系统 参数矩阵，AXgsi表示网侧控制器模块状态变量，Augsi表示网侧控制器模块控制变量，Δ Ycsi表示网侧控制器模块输出变量，A X5、A X6、A X7表示相关控制变量，A Udg表示网侧变流 器电压直轴分量，AUqg表示网侧变流器电压交轴分量，Δ idg表示网侧变流器输出电流直轴 分重,山(18、1^(18、1(18、1(。8、1(。(18、1(18表不相关？1枉制器的？1枉制参数； 所述变流器出口电感和变压器模块W A U为输入变量，W网侧变流器输出电流Δ Ig为输 出变量，状态方程如公式(5)所示：(5 > 其中，式中：心私.表不Δ Xrl对时间的导数，4化、8化、〔化、0化表不变流器出口电感和变压器模块 控制系统控制参数矩，A Xrl表示变流器出口电感和变压器模块状态变量，Δ URL表示变流器 出口电感和变压器模块控制变量，Δ Yrl表示变流器出口电感和变压器模块输出变量，Δ Igx 表示网侧变流器输出电流X轴分量，A Igy表示网侧变流器输出电流y轴分量，Aux表示电压X 轴分量，Δ Uy表不电压y轴分量，:Γ表不电阻，X表不电抗，〇2X2表不2乘2的零矩阵； 所述并联补偿电容模块W A Ip。为输入变量，W定子电压Δ Us为输出变量，状态方程如 公式(6)所示：式中：表示Δ Xp。对时间的导数，Ap。、Bp。、Cp。、Dp康示并联补偿电容模块控制系统参 数矩阵，AXpc表示并联补偿电容模块状态变量，Aupc表示并联补偿电容模块控制变量，Δ Υρ康不并联补偿电容模块输出变量，Ausx表不定子电压X轴分量，Ausy表不定子电压y轴分 量，Δ Ipcx表不并联电容电流X轴分量，Δ Ipcy表不并联电容电流y轴分量，Xc表不电容的电抗 值，〇2X2表示2乘2的零矩阵； 所述输电线路模块W定子电压A Us和电网电压Δ化为输入变量，W线路电流AIl为输 出变量，状态方程如公式(7)所示：式中：Air化f表不Δ X化拥时间的导数，Arix、Brix、Crix、D化康不输电线路模块控制系统的 参数矩阵，AXrlc表示输电线路模块状态变量，Aurlc表示输电线路模块控制变量，Δ化LC表 示输电线路模块输出变量，Δ ix表示电流X轴分量，Δ iy表示电流y轴分量，Aucx表示电容电 压X轴分量，Alley表示电容电压y轴分量，A Ilx表示线路电流X轴分量，Δ iLy表示线路电流y 轴分量，X康示电容电抗。4. 根据权利要求1所述的双馈风电机组次同步控制相互作用的抑制方法，其特征在于， 所述步骤3包括:计算不同的功率下，抑制次同步控制相互作用的最佳参数选择范围，将最 后得到的参数范围取并集，得到全功率下不同PI参数的最佳取值范围。5. 根据权利要求1所述的双馈风电机组次同步控制相互作用的抑制方法，其特征在于， 还包括8个PI控制器，其中，转子侧变流器设置有五个PI控制器，网侧变流器设置有Ξ个PI 控制器； 具体地，对于转子侧变流器，其中Κρο和Kio是转子角速度控制器PI参数;Kpi和Kii是定子 有功功率控制器PI参数;Κρ沸Ki2是转子电流交轴分量控制器PI参数;Κρ3和Ki3是定子无功功 率控制器PI参数;Κρ4和Ki4是转子电流直轴分量控制器PI参数;对于网侧变流器，其中Κρ5和 Ki5是直流电压控制器ΡΙ参数;Κρ6和Ki6是网侧电流直轴分量控制器ΡΙ参数;Κρ7和Ki7是网侧 电流交轴分量控制器PI参数。
【文档编号】H02J3/38GK105978021SQ201610289015
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】解大, 张延迟, 喻松涛, 楚皓翔, 孙俊博, 鲁玉普, 赵祖熠
【申请人】上海交通大学