eg{!;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β轴分量^^:根 据旋转坐标系下的电网线电流a轴分量iga、电网线电流β轴分量igP电网线电压a轴 分量ega、电网线电压β轴分量egP、负序电网电压a轴分量和负序电网电压β轴分量 </?计算有功功率参考值Pgaraf、电网无功功率％和电网有功功率Pg;将有功功率参考值P g_f 和电网有功功率匕之间的差值进行PI调节，得到q轴电压参考值V gq; 3. 2. 2)将电压偏差值Λ U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Qg之间 的差值进行PI调节，得到d轴电压参考值vgd; 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? ; 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Vga和旋转的交轴电压V ge; 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。4. 根据权利要求3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. 2)中设定的非线性目标值K的取值区间为[1，10]。5. 根据权利要求4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. 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： 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eg{!;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β轴分量6?;根 据旋转坐标系下的电网线电流a轴分量iga、电网线电流β轴分量igP电网线电压a轴 分量ega、电网线电压β轴分量egP、负序电网电压a轴分量:和负序电网电压β轴分量 计算有功功率参考值Pgaraf、电网无功功率％和电网有功功率Pg;将有功功率参考值P g_f 和电网有功功率匕之间的差值进行PI调节，得到q轴电压参考值V gq; 3. 3. 2)将有功功率参考值Pgaraf和电网有功功率Pg之间的差值输入比例积分谐振控制 器，得到静止的交轴电压Vgq; 3. 3. 3)将无功功率参考值Qgdraf和电网无功功率Qg之间的差值输入比例积分谐振控制 器，得到静止的直轴电压Vgd; 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< : 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Vga和旋转的交轴电压V ge; 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。6. 根据权利要求5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；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，&为 比例积分谐振控制器的放大系数，ω。为截止频率，ω为同步旋转坐标系下角速度，IcjPk11分别为积分器积分系数。7. 根据权利要求3~6中任意一项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，所述计算有功功率参考值Pgaraf的函数表达式如式（5)所示； CN 105162139 A TA 文小 ~P 3/3 贞(5) 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α轴分量，i g{!为旋转坐标系下的电网线电流β轴分量，为旋转坐标系下的负序电网电压a轴分量， ^为旋转坐标系下的负序电网电压β轴分量。8. 根据权利要求3~6中任意一项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，所述计算电网无功功率Qg和电网有功功率P g的函数表达式如式 出）所示；式（6)中，Qg为电网无功功率，Pg为电网有功功率，iga为旋转坐标系下的电网线电流 a轴分量，igP为旋转坐标系下的电网线电流β轴分量，ega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β轴分量。9. 根据权利要求3~6中任意一项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，所述计算旋转的直轴电压Vga和旋转的交轴电压Vgfi的函数表达 式如式（7)所示；式⑵中，Vga为旋转的直轴电压，Vgfi为旋转的交轴电压，W为电压相角差，Vgd为d 轴电压参考值、Vgq为q轴电压参考值。10. 根据权利要求1~6中任意一项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2)的详细步骤包括： 2. 1)判断电网是否有无功电流需求，如果有无功电流需求，则将电网电压Up。。与预设 的参考电压Upreraf之间的差值作为调节变量Λ U，并跳转执行步骤2. 2)，否则跳转执行步骤 1)； 2. 2)将调节变量Λ U经过PI调节后得到q轴电流参考值 2.3)根据式⑶计算d轴电流参考值上限icU和下限id"f3;式（3)中，idraf2为d轴电流参考值上限，idraf3为d轴电流参考值下限，iq rafS q轴电 流参考值，i_为d轴电流最大值，i _为d轴电流最小值； 2. 4)将参考电压Uraf经过PI调节后得到参考电流id 1;判断参考电流id i位于d轴电 流参考值上限icUf2和下限id"f3之间成否成立，如果成立则判定风电机组自身满足并网无 功功率需求，跳转执行步骤1);否则，跳转执行步骤3)。
【专利摘要】本发明公开了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，步骤包括：实时读取电网电压实时监控设备提供的电网电压数据；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，则通过静止同步补偿器为电网系统提供无功补偿，然后计算电网电压Upcc与预设的参考电压Upccref之间的电压偏差值△U，判断电压偏差值△U大于第一预设阈值Uref1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。本发明能够稳定并网公共连接点电压、增强风力发电系统低电压穿越能力。
【IPC分类】H02J3/18, H02J3/38
【公开号】CN105162139
【申请号】CN201510585763
【发明人】高剑, 黄守道, 李慧敏, 罗德荣, 王家堡, 彭婧, 吕铭晟
【申请人】湖南大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月15日...