风电并网逆变器电流源、电压源双模自适应协调控制方法及系统与流程

本发明涉及逆变器控制，具体为一种风电并网逆变器电流源、电压源双模自适应协调控制方法及系统。

背景技术：

1、电并网逆变器电流源、电压源双模自适应协调控制系统是一种智能控制系统，用于管理风电系统中的逆变器，以根据不同的运行条件自动切换控制模式，以最大程度地捕获风能并保持电网的稳定性。这种系统有助于提高风电系统的性能和可靠性，同时减少对电网的不稳定性影响。

2、现有技术中有一申请号为cn111431208b的一种风电机组的电压源和电流源双模自适应协调控制方法，包括：判断等效短路比是否大于或等于第一阈值，若小于，判断电网是否发生低频振荡或是否因频率波动造成风电机组的转速失稳，若是，以电流源模式运行，若否，以电压源模式运行；若大于或等于，判断当前控制模式是否为电流源模式，若为电流源模式，判断电网是否发生次同步振荡或高频振荡，若是，切换为电压源模式，若否，维持电流源模式；若不为电流源模式，判断等效短路比是否大于或等于第二阈值，若是，切换为电流源模式，若否，维持电压源模式。通过在电流源模式或电压源模式之间进行选择来提高风电机组并网的稳定性，并降低建设成本。

3、但是还存在如下问题，由上述的陈述可知，上述的方法是采集风电机组的有功功率、无功功率和电压幅值来判断电压源和电流源控制方式，相对于上述的方法，采集影响逆变器控制模式的电网电压和电网频率、逆变器输出电流和逆变器输出电压以及逆变器内部温度等参数，以判断逆变器电压源和电流源控制方式的选择更全面具体，且参数易获得，因此综合考虑电网电压、电网频率、逆变器输出电流和逆变器输出电压以及逆变器内部温度和用于表征逆变器控制模式切换精度的关系很有必要。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种风电并网逆变器电流源、电压源双模自适应协调控制方法及系统，以解决现有技术中存在的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了一种风电并网逆变器电流源、电压源双模自适应协调控制方法，包括：

3、s1.采集n组电网的相关参数和逆变器的相关参数，所述电网的相关参数包括电网电压dydw和电网频率pldw，所述逆变器的相关参数包括逆变器输出电流dlnb和逆变器输出电压dynb以及逆变器内部温度wdnb；

4、s2.将采集的n组所述电网电压dydw和所述电网频率pldw进行处理，分别生成n组电网电压的平均数pdydw和n组电网频率的平均数ppldw，将采集的n组所述逆变器输出电流dlnb和所述逆变器输出电压dynb以及所述逆变器内部温度wdnb进行处理，分别生成n组逆变器输出电流的平均数pdlnb和n组逆变器输出电压的平均数pdynb以及n组逆变器内部温度的平均数pwdnb；

5、s3.将所述电网电压的平均数pdydw和所述电网频率的平均数ppldw进行处理，生成电网稳定系数xsdw，将所述逆变器输出电流的平均数pdlnb和所述逆变器输出电压的平均数pdynb以及所述逆变器内部温度的平均数pwdnb进行处理，生成逆变器稳定系数xsnb；

6、s4.将所述电网稳定系数xsdw和所述逆变器稳定系数xsnb进行相关性分析，生成逆变器模式切换指数zs，并将所述逆变器模式切换指数zs和设定的逆变器模式切换阈值yz相比较，生成不同的结果；

7、s5.根据生成的不同的结果，切换相应的模式。

8、进一步地，所述电网电压dydw通过数字式多用途电表测量，所述电网频率pldw通过频率计测量，所述逆变器输出电流dlnb通过电流传感器测量，所述逆变器输出电压dynb通过数字电压表测量，所述逆变器内部温度wdnb通过温度传感器测量。

9、进一步地，连续监测n组电网电压dydw、电网频率pldw、逆变器输出电流dlnb和逆变器输出电压dynb以及逆变器内部温度wdnb，n为大于1的整数，获取的电网电压dydw、电网频率pldw、逆变器输出电流dlnb和逆变器输出电压dynb以及逆变器内部温度wdnb的集合如下：

10、dydw＝[dydw1、dydw2...dydwi...dydwn]

11、pldw＝[pldw1、pldw2...pldwi...pldwn]

12、dlnb＝[dlnb1、dlnb2...dlnbi...dlnbn]

13、dynb＝[dynb1、dynb2...dynbi...dynbn]

14、wdnb＝[wdnb1、wdnb2...wdnbi...wdnbn]

15、其中，dydwi为第i组的电网电压值，pldwi为第i组电网频率值，dlnbi为第i组的逆变器输出电流值，dynbi为第i组的逆变器输出电压值，wdnbi为第i组的逆变器内部温度值。

16、进一步地，将所述n组电网的电压dydw和电网频率pldw的平均值分别标记为pdydw和ppldw，将所述n组逆变器输出电流dlnb和逆变器输出电压dynb以及逆变器内部温度wdnb的平均值分别标记为pdlnb和pdynb以及pwdnb，并通过下式得出：

17、

18、

19、

20、

21、

22、进一步地，对采集到的所述电网的电压的平均值pdydw和所述电网频率的平均值ppldw进行无量纲化处理，将各参数相关联，生成电网稳定系数xsdw，依据的公式为：

23、

24、其中，参数意义为：α为电网平均电压的权重因子系数，0.2≤α≤0.4，β为电网平均频率的权重因子系数，0.1≤β≤0.4，δ为电网平均电压的指数因子，2≤δ≤4，ε为电网平均频率的指数因子，2≤ε≤4，c1为常数修正系数。

25、对采集到的所述逆变器内部温度的平均值pdlnb和所述逆变器输出电压的平均值pdynb以及所述逆变器内部温度的平均值pwdnb进行无量纲化处理，将各参数相关联，生成逆变器稳定系数xsnb，依据的公式为：

26、xsnb＝θ*pdlnb+μ*pdynb+σ*pwdnb+c2

27、其中，参数意义为：θ为逆变器输出电流的权重因子系数，0.2≤θ≤0.4，μ为逆变器输出电压的权重因子系数，0.1≤μ≤0.3，σ为逆变器内部温度的指数因子，0.3≤σ≤0.5，c2为常数修正系数。

28、进一步地，将所述电网稳定系数xsdw和所述逆变器稳定系数xsnb进行相关性分析，生成逆变器模式切换指数zs，依据的公式为：

29、

30、其中，参数意义为：为电网稳定系数的权重因子系数，ω为逆变器稳定系数的权重因子系数，0.1≤ω≤0.4，c3为常数修正系数。

31、进一步地，将所述逆变器模式切换指数zs和设定的逆变器模式切换阈值yz相比较，生成不同的结果，根据不同的结果，切换相应的模式的过程如下：

32、当zs<yz，则表示电网稳定性较高或者逆变器稳定性较好，逆变器维持当前模式，不需要切换，保持风电并网逆变器电压源控制；

33、当zs＝yz，则表示电网稳定系数和逆变器稳定系数之间存在一定的平衡，逆变器维持现有的风电并网逆变器电压源控制模式运行，不需要进行切换；

34、当zs>yz，则表示电网稳定系数和逆变器稳定系数之间存在一定的正相关性或者逆变器稳定性较低，需要触发逆变器由风电并网逆变器电压源控制变为电流源控制。

35、一种风电并网逆变器电流源、电压源双模自适应协调控制系统，包括：

36、数据采集模块，用于采集n组电网的相关参数和逆变器的相关参数，所述电网的相关参数包括电网电压dydw和电网频率pldw，所述逆变器的相关参数包括逆变器输出电流dlnb和逆变器输出电压dynb以及逆变器内部温度wdnb；

37、预处理模块，将采集的n组所述电网电压dydw和所述电网频率pldw进行处理，分别生成n组电网电压的平均数pdydw和n组电网频率的平均数ppldw，将采集的n组所述逆变器输出电流dlnb和所述逆变器输出电压dynb以及所述逆变器内部温度wdnb进行处理，分别生成n组逆变器输出电流的平均数pdlnb和n组逆变器输出电压的平均数pdynb以及n组逆变器内部温度的平均数pwdnb；

38、数据处理模块，用于将所述电网电压的平均数pdydw和所述电网频率的平均数ppldw进行处理，生成电网稳定系数xsdw，将所述逆变器输出电流的平均数pdlnb和所述逆变器输出电压的平均数pdynb以及所述逆变器内部温度的平均数pwdnb进行处理，生成逆变器稳定系数xsnb；

39、数据分析模块，用于将所述电网稳定系数xsdw和所述逆变器稳定系数xsnb进行相关性分析，生成逆变器模式切换指数zs，并将所述逆变器模式切换指数zs和设定的逆变器模式切换阈值yz相比较，生成不同的结果；

40、执行模块，用于根据所述数据分析模块生成的不同的结果，切换相应的模式。

41、本发明的有益效果：

42、通过采集电网电压dydw和电网频率pldw、逆变器输出电流dlnb和逆变器输出电压dynb以及逆变器内部温度wdnb，将电网电压dydw和电网频率pldw进行处理，生成电网稳定系数xsdw，将逆变器输出电流dlnb和逆变器输出电压dynb以及逆变器内部温度wdnb进行处理，生成逆变器稳定系数xsnb，将电网稳定系数xsdw和逆变器稳定系数xsnb进行相关性分析。因此综合考虑了电网电压dydw和电网频率pldw、逆变器输出电流dlnb和逆变器输出电压dynb以及逆变器内部温度wdnb，生成了逆变器模式切换指数zs，并指出了逆变器模式切换指数zs和逆变器模式切换阈值yz的关系，提高了逆变器控制模式的切换精度，且用于判断逆变器电压源和电流源控制方式的参数更全面具体，相关参数数据易获得。