电网电压跌落故障下风电系统无功功率综合优化控制方法_3

文档序号:8945128阅读:来源:国知局
量igP电网线电 压a轴分量e ga、电网线电压P轴分量egP、负序电网电压a轴分量和负序电网电压 0轴分量计算有功功率参考值Pg_f、电网无功功率%和电网有功功率P g;将有功功率 参考值PgaraJP电网有功功率P ,之间的差值进行PI调节,得到q轴电压参考值V gq;
[0074] 3. 2. 2)将电压偏差值AU通过设定的非线性目标值K进行放大,将放大后的电压 偏差值进行PI调节,得到无功功率参考值Qgraf;将无功功率参考值Q graf和电网无功功率Q g 之间的差值进行PI调节,得到d轴电压参考值vgd;本实施例中,步骤3. 2. 2)中设定的非线 性目标值K的取值区间为[1,10];
[0075] 3. 2. 3)将风力发电机并网点后的电网线电压经过坐标变换由三相变为旋转坐标 系下的两相值,得到旋转坐标系下的电网线电压,将旋转坐标系下的电网线电压经滤波器 进行正负序坐标分解得到正序电网电压,将正序电网电压经过锁相环(PLL)得到正序坐标 分量下为网侧变流器、交流侧电压与接入点电压相角差f ;
[0076] 3. 2. 4)根据得到电压相角差d轴电压参考值vgd、q轴电压参考值Vgq的计算 旋转的直轴电压V ga和旋转的交轴电压V g{!;
[0077] 3. 2. 5)根据旋转的直轴电压vga和旋转的交轴电压V g{!生成SVPffM调制信号,通 过SVPffM调制信号控制静止同步补偿器中的逆变器为电网系统提供轻度无功补偿。
[0078] 如图5所示,步骤3. 3)通过静止同步补偿器为电网系统提供重度无功补偿的步骤 包括:
[0079] 3. 3. 1)将风力发电机并网点后的电网线电流ia、ib、i。经过坐标变换由三相变为 旋转坐标系下的两相值,得到旋转坐标系下的电网线电流a轴分量i ga、电网线电流0轴 分量风力发电机并网点后的电网线电压U a、Ub、U。经过坐标变换由三相变为旋转坐 标系下的两相值,得到旋转坐标系下的电网线电压a轴分量e ga、电网线电压0轴分量 egP;将旋转坐标系下的电网线电压a轴分量ega、电网线电压P轴分量e gP;通过滤波器 进行正负序分解得到旋转坐标系下的负序电网电压a轴分量£^和负序电网电压0轴分 量〇根据旋转坐标系下的电网线电流a轴分量iga、电网线电流0轴分量igP电网线电 压a轴分量e ga、电网线电压P轴分量egP、负序电网电压a轴分量<^和负序电网电压 0轴分量计算有功功率参考值Pg_f、电网无功功率%和电网有功功率P g;将有功功率 参考值PgaraJP电网有功功率P ,之间的差值进行PI调节,得到q轴电压参考值V gq;
[0080] 3. 3. 2)将有功功率参考值Pgara#P电网有功功率P间的差值输入比例积分谐振 控制器PI-RES,得到静止的交轴电压v gq;
[0081 ] 3. 3. 3)将无功功率参考值Qgdra#P电网无功功率Q 间的差值输入比例积分谐振 控制器PI-RES,得到静止的直轴电压vgd;
[0082] 3. 3. 4)将风力发电机并网点后的电网线电压经过坐标变换由三相变为旋转坐标 系下的两相值,得到旋转坐标系下的电网线电压,将旋转坐标系下的电网线电压经滤波器 进行正负序坐标分解得到正序电网电压,将正序电网电压经过锁相环得到正序坐标分量下 为网侧变流器、交流侧电压与接入点电压相角差< :
[0083] 3. 3. 5)根据得到电压相角差<、d轴电压参考值vgd、q轴电压参考值Vgq的计算 旋转的直轴电压V ga和旋转的交轴电压V g{!;
[0084] 3. 3. 6)根据旋转的直轴电压vga和旋转的交轴电压V g{!生成SVPffM调制信号,通 过SVPffM调制信号控制静止同步补偿器中的逆变器为电网系统提供轻度无功补偿。
[0085] 本实施例中将非理想谐振控制器与PI调节器相结合就获得了在静止或者旋转坐 标系下既可控制直流信号又可控制定频交流信号的比例积分谐振控制器,比例积分谐振控 制器的传递函数的函数表达式如式(4)所示;
[0087] 式⑷中,Y(S)为比例积分谐振控制器的输出,s为比例积分谐振控制器的输入, Kp为比例积分谐振控制器的放大系数,《。为截止频率,《为同步旋转坐标系下角速度,Ic 1 和U分别为积分器积分系数。通过设定合适的截止频率co。来扩大比例积分谐振控制器 的带宽,能够减少理想谐振控制器对于信号频率变化的敏感度,提高控制系统的稳定性。
[0088] 本实施例中,计算有功功率参考值Pgaraf的函数表达式如式(5)所示;
[0090] 式(5)中,Pgaraf为有功功率参考值,i ga为旋转坐标系下的电网线电流a轴分量, ig{!为旋转坐标系下的电网线电流0轴分量,为旋转坐标系下的负序电网电压a轴分 量,tC/?为旋转坐标系下的负序电网电压P轴分量。
[0091] 本实施例中,计算电网无功功率Qg和电网有功功率Pg的函数表达式如式(6)所 示;
[0093] 式(6)中,Qg为电网无功功率,Pg为电网有功功率,i ga为旋转坐标系下的电网线 电流a轴分量,ig{!为旋转坐标系下的电网线电流0轴分量,e ga为旋转坐标系下的电网 线电压a轴分量,egP为旋转坐标系下的电网线电压P轴分量;
[0094] 本实施例中,计算旋转的直轴电压Vga和旋转的交轴电压V gp的函数表达式如式 (7)所示;
[0096] 式(7)中,vga为旋转的直轴电压,Vgfi为旋转的交轴电压,<为电压相角差,v gd为 d轴电压参考值、Vgq为q轴电压参考值。
[0097] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施 例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域 的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种电网电压跌落故障下风电系统无功功率综合优化控制方法,其特征为步骤包 括: 1) 实时读取电网电压实时监控设备提供的电网电压数据; 2) 判断风电机组自身是否有无功电流需求,如果有无功电流需求则跳转执行步骤3), 否则跳转执行步骤1); 3) 通过静止同步补偿器为电网系统提供无功补偿; 4) 计算电网电压Up。。与预设的参考电压U 之间的电压偏差值Λ U,判断电压偏差值 AU大于第一预设阈值14@是否成立,如果成立则启动网侧变流器的静态无功补偿模式,使 得网侧变流器和静止同步补偿器同步为电网系统提供无功补偿。2. 根据权利要求1所述的电网电压跌落故障下风电系统无功功率综合优化控制方法, 其特征为,所述步骤3)的详细步骤包括: 3. 1)判断电压偏差值Λ U小于第二预设阈值比^是否成立,如果成立,则跳转执行步 骤3. 2),否则跳转执行步骤3. 3); 3.2)通过静止同步补偿器为电网系统提供轻度无功补偿,退出; 3. 3)通过静止同步补偿器为电网系统提供重度无功补偿。3.根据权利要求2所述的电网电压跌落故障下风电系统无功功率综合优化控制方法, 其特征为,所述步骤3. 2)通过静止同步补偿器为电网系统提供轻度无功补偿的步骤包括: 3. 2. 1)将风力发电机并网点后的电网线电流ia、ib、i。经过坐标变换由三相变为旋转 坐标系下的两相值,得到旋转坐标系下的电网线电流α轴分量iga、电网线电流β轴分量 1#;将风力发电机并网点后的电网线电压U a、Ub、U。经过坐标变换由三相变为旋转坐标系下 的两相值,得到旋转坐标系下的电网线电压α轴分量ega、电网线电压β轴分量eg{!;将旋 转坐标系下的电网线电压a轴分量ega、电网线电压β轴分量
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