專利名稱：雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器快速重啟方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器快速
重啟方法。
背景技術(shù)：
隨著風(fēng)電機組裝機容量的快速提升，其占全球總發(fā)電量的比重也越來越大，為了應(yīng)對風(fēng)電機組的大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電對電網(wǎng)造成的負面影響，世界各國電網(wǎng)公司也相繼地出臺了嚴格的風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定，包括風(fēng)電機組的低電壓穿越能力，即電網(wǎng)出現(xiàn)短暫的跌落時，風(fēng)電機組能夠不離網(wǎng)運行，并向電網(wǎng)提供一定的無功支持，直到電網(wǎng)恢復(fù)正常。然而由于雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組的定子側(cè)直接連接電網(wǎng)，這種直接耦合使得電網(wǎng)電壓的降落直接反映在發(fā)電機定子端電壓上，導(dǎo)致定子磁鏈出現(xiàn)直流分量，不對稱故障時還會出現(xiàn)負序分量，其耦合到轉(zhuǎn)子側(cè)勢必會造成轉(zhuǎn)子側(cè)變流器直流過壓及交流過流。為了在電網(wǎng)故障期間保護轉(zhuǎn)子側(cè)變流器，現(xiàn)階段較普遍的做法是在電網(wǎng)故障瞬間，投入接入轉(zhuǎn)子繞組的有源撬棒電路將雙饋電機轉(zhuǎn)子短路以泄放掉從定子側(cè)耦合到轉(zhuǎn)子側(cè)的巨大能量；在低壓穩(wěn)態(tài)及電網(wǎng)恢復(fù)正常后，斷開有源撬棒電路繼而重新恢復(fù)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器工作。忽略定子電阻的影響，采用定子電壓定向矢量控制，轉(zhuǎn)子側(cè)向定子側(cè)經(jīng)過頻率歸算及繞組歸算后，轉(zhuǎn)子端電壓矢量[u ，uri]T和轉(zhuǎn)子電流矢量[i ，ird]T的對應(yīng)關(guān)系由下式給出
權(quán)利要求
1.一種雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器快速重啟方法，其特征在于具體步驟如下 51:計算出同步dq坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子側(cè)變流器重啟前瞬間轉(zhuǎn)子側(cè)端電壓U、，； 52:計算出同步dq坐標(biāo)系下當(dāng)前電網(wǎng)電壓下實現(xiàn)雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子同步所需要的轉(zhuǎn)子電流指令Ldqjrf ； S17:將步驟SI計算得到的轉(zhuǎn)子側(cè)端電壓U、,用作轉(zhuǎn)子電流調(diào)節(jié)器輸出的前饋補償項，通過轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò)對轉(zhuǎn)子電流進行跟蹤控制；將步驟S2計算得到的轉(zhuǎn)子電流指令i_—M作轉(zhuǎn)子電流調(diào)節(jié)器的輸入給定，當(dāng)前轉(zhuǎn)子電流作轉(zhuǎn)子電流調(diào)節(jié)器的輸入反饋； S18:將轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò)的輸出uri(LMf經(jīng)Park逆變換，得到空間電壓矢量發(fā)生模塊的輸入La e—raf，從而產(chǎn)生用于驅(qū)動轉(zhuǎn)子側(cè)功率模塊的PWM信號； S19:跳轉(zhuǎn)至步驟S2，直至轉(zhuǎn)子電流完全跟蹤轉(zhuǎn)子同步需要的轉(zhuǎn)子電流指令時，恢復(fù)對電機的有功功率和無功功率的控制，完成雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組低電壓穿越期間轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的重啟。
2.如權(quán)利要求I所述的雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器快速重啟方法，其特征在于所述步驟SI具體包括以下步驟 Sll:在轉(zhuǎn)子側(cè)變流器重啟前瞬間，檢測雙饋電機定子電壓矢量[usa，usb，usJT，轉(zhuǎn)子電流矢量[ira，uA，uTC]T，同步角速度，轉(zhuǎn)子角速度轉(zhuǎn)差角速度《sl及定子同步矢量角0s和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差矢量角9 sl ; S12:將步驟Sll檢測到的定子電壓矢量[usa，usb，ujT、轉(zhuǎn)子電流矢量[ira，irb, irc]T分別經(jīng)過Clarke和Park變換得到定子電壓及轉(zhuǎn)子電流在同步dq坐標(biāo)系下的矢量[usq，usb]Tr- it .Llrq,丄 rd」、， S13:根據(jù)步驟Sll檢測到的數(shù)據(jù)以及步驟S12變換得到的數(shù)據(jù)，近似計算出同步dq坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子側(cè)變流器重啟前瞬間轉(zhuǎn)子側(cè)端電壓U。,。
3.如權(quán)利要求2所述的雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器快速重啟方法，其特征在于所述步驟S13中，通過下式近似計算出同步dq坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子側(cè)變流器重啟前瞬間轉(zhuǎn)子偵_電壓U、 <=產(chǎn)令+(4-T>hi^￥u^-TT(0^ + Jl^- Jlvj Ms K4 k^i Ls 4h Ls< Uli =++ L^0J ljy _^(/ ^lQL)/ ]k, ' I' k'Ai I' J I' ' “q k' ' As K| 其中Lm為同步dq坐標(biāo)系下同軸等效定子與轉(zhuǎn)子繞組間的互感，Ls為同步dq坐標(biāo)系下等效定子繞組的自感，L為同步dq坐標(biāo)系下等效轉(zhuǎn)子繞組的自感，&為轉(zhuǎn)子電阻，Vsd ^ -Usq/ W s, ￥sq ^ 0, ki為定轉(zhuǎn)子繞組電流比，ke為定轉(zhuǎn)子繞組電壓比。
4.如權(quán)利要求2或3所述的雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器快速重啟方法，其特征在于所述步驟S12中，所述Park變換用角度分別為爐=h ，Clarke和Park變換矩陣分別為
5.如權(quán)利要求I或2或3所述的雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器快速重啟方法，其特征在于所述步驟S2具體包括以下步驟 S14:實時檢測雙饋電機定子電壓矢量[usa, usb, UsJt,轉(zhuǎn)子電流矢量[iM, urt, U1Jt,同步角速度及定子同步矢量角es和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差矢量角esl;S15:將步驟 S14 檢測到的[usa, usb, UsJT> [ira, urb, urc]T 分別經(jīng)過 Clarke 和 Park 變換得到當(dāng)前定子電壓及轉(zhuǎn)子電流在同步dq坐標(biāo)系下的矢量[Usq，uJT、[irq, i Jt ； S16:根據(jù)步驟S14檢測到的數(shù)據(jù)以及步驟S15變換得到的數(shù)據(jù)，近似計算出當(dāng)前電網(wǎng)電壓下實現(xiàn)雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子同步所需要的轉(zhuǎn)子電流指令
6.如權(quán)利要求5所述的雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器快速重啟方法，其特征在于步驟S16中，通過公式(j s*Lm)近似計算出當(dāng)前電網(wǎng)電壓下實現(xiàn)雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子同步所需要的轉(zhuǎn)子電流指令其中Usdq為當(dāng)前定子電壓在同步dq坐標(biāo)系下的矢量，Lffl為定子與轉(zhuǎn)子繞組間互感、為同步角速度。
7.如權(quán)利要求5所述的雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器快速重啟方法，其特征在于所述步驟S15中，所述Park變換用角度分別為P = heA, Clarke和Park變換矩陣分別為
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了一種雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器快速重啟方法，檢測重啟前瞬間的轉(zhuǎn)子側(cè)變流器轉(zhuǎn)子電流，定子電壓，同步角速度，雙饋電機轉(zhuǎn)子角速度以及雙饋電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差角速度，計算出重啟前瞬間轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的轉(zhuǎn)子側(cè)端電壓，并將其作為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器重啟時的轉(zhuǎn)子電流調(diào)節(jié)器輸出的前饋補償項，以抵消轉(zhuǎn)子側(cè)變流器重啟時轉(zhuǎn)子側(cè)感應(yīng)電動勢對轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的影響，避免在雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器重啟過程中出現(xiàn)二次過流，提高了轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的快速控制能力，增強了雙饋式風(fēng)力發(fā)電機組的低電壓穿越能力。
文檔編號H02P21/14GK102684594SQ20121013500
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者余勇, 屠運武, 曹仁賢, 鄧立榮, 鄒海晏 申請人:陽光電源股份有限公司