用于直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越的功率控制裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種用于直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越的功率控制裝置及方法。其中，裝置包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量模塊、直流電壓測量模塊、機(jī)端電壓測量模塊、機(jī)端電流測量模塊、網(wǎng)測電壓測量模塊、網(wǎng)測電流測量模塊、最大功率追蹤控制模塊、網(wǎng)測功率測量模塊、風(fēng)速測量模塊、漿距角測量模塊和功率協(xié)調(diào)控制模塊；同時還提出了功率控制的方法，可以協(xié)調(diào)控制機(jī)組暫穩(wěn)態(tài)期間的有功功率和無功功率，使直驅(qū)風(fēng)機(jī)在最大功率追蹤區(qū)和功率限制區(qū)均能有效地實(shí)現(xiàn)低電壓穿越，并能使機(jī)組在低壓暫態(tài)期間向電網(wǎng)提供動態(tài)的無功支持。本發(fā)明能夠充分合理的使用直驅(qū)風(fēng)機(jī)自身的控制手段而且無需附加額外的卸荷硬件，易于實(shí)施，效果顯著。
【專利說明】用于直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越的功率控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越的功率控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電作為一種主流的新能源發(fā)電方式，在中國獲得了極大發(fā)展。但是，隨著風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模的不斷增大，由電網(wǎng)故障引起電壓跌落造成的風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)事故頻繁發(fā)生。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓穿越能力成為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。
[0003]目前,主流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)類型包括直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(wind turbine withdirect-driven Permanent Magnet Synchronous Generator, PMSG)和雙饋感應(yīng)異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(wind turbine with Doubly Fed Induction Generator, DFIG)。PMSG 相較 DFIG 省去了齒輪箱，其風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸連接，提高了系統(tǒng)效率，減弱了運(yùn)行噪聲，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。因此，PMSG在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。PMSG風(fēng)機(jī)的低電壓穿越能力也成為了學(xué)者和工程人員們研究的重點(diǎn)，受到了越來越多的關(guān)注。
[0004]直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要由風(fēng)輪機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)和全功率背靠背PWM變流器組成。風(fēng)輪機(jī)與永磁同步發(fā)電機(jī)通過低速傳動軸直接相連，發(fā)電機(jī)經(jīng)過全功率背靠背PWM變流器接入電網(wǎng)。其中，機(jī)側(cè)變流器是AC/DC整流器，網(wǎng)側(cè)變流器是DC/AC逆變器，兩組變流器直流側(cè)共用一個直流電容。PMSG風(fēng)機(jī)出現(xiàn)低電壓穿越問題的根本原因是機(jī)組在電網(wǎng)低電壓期間吸收的風(fēng)能和輸出的電能不再平衡，機(jī)組要承受不平衡的能量。采用傳統(tǒng)控制方式的PMSG風(fēng)機(jī)，使用直流環(huán)節(jié)的電磁暫態(tài)過程承擔(dān)不平衡的能量，會導(dǎo)致直流母線電壓的升高越限和網(wǎng)側(cè)變流器有功電流的飽和，從而造成機(jī)組低電壓穿越的失敗和風(fēng)機(jī)對電網(wǎng)無功支持能力的缺失。
[0005]解決PMSG風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法主要有外加卸荷硬件和改進(jìn)變流器控制兩種。外加卸荷硬件的方法可以在不改動PMSG風(fēng)機(jī)原有主體控制策略的情況下使風(fēng)機(jī)獲得可靠的低電壓穿越能力。但是外加卸荷硬件將增加風(fēng)機(jī)的投資成本和維護(hù)難度。當(dāng)風(fēng)機(jī)容量較大或者電網(wǎng)電壓跌落嚴(yán)重時，解決卸荷元件的散熱也是一個困難。改進(jìn)變流器控制的方法通過改進(jìn)雙側(cè)變流器的控制策略來保證直流環(huán)節(jié)在電網(wǎng)低電壓期間的功率平衡。這種方法無需附加額外的卸荷硬件，但是現(xiàn)有改進(jìn)策略對PMSG風(fēng)機(jī)自身控制手段的使用仍不夠充分，很少實(shí)現(xiàn)與槳距角控制的配合，無法最大程度的減輕低電壓事件對直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對【背景技術(shù)】中提到的在現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)PMSG風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法中存在的問題，本發(fā)明提出了一種用于直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越的功率控制裝置及方法。
[0007]—種用于直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越的功率控制裝置，其特征在于，所述裝置包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量模塊、直流電壓測量模塊、機(jī)端電壓測量模塊、機(jī)端電流測量模塊、網(wǎng)側(cè)電壓測量模塊、網(wǎng)側(cè)電流測量模塊、最大功率追蹤控制模塊、網(wǎng)側(cè)功率測量模塊、風(fēng)速測量模塊、漿距角測量模塊和功率協(xié)調(diào)控制模塊；
[0008]其中，所述直流電壓測量模塊、機(jī)端電壓測量模塊、機(jī)端電流測量模塊、網(wǎng)側(cè)電壓測量模塊、網(wǎng)側(cè)電流測量模塊、最大功率追蹤控制模塊、網(wǎng)側(cè)功率測量模塊、風(fēng)速測量模塊和漿距角測量模塊分別與所述功率協(xié)調(diào)控制模塊連接；
[0009]所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量模塊分別與最大功率追蹤控制模塊和功率協(xié)調(diào)控制模塊連接;
[0010]所述功率協(xié)調(diào)控制模塊用于接收所述直流電壓測量模塊采集到的直流母線電壓、機(jī)端電壓測量模塊采集到的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、機(jī)端電流測量模塊采集到的發(fā)電機(jī)機(jī)端電流、網(wǎng)側(cè)電壓測量模塊采集到的網(wǎng)側(cè)節(jié)點(diǎn)電壓、網(wǎng)側(cè)電流測量模塊采集到的網(wǎng)側(cè)變流器輸出電流、最大功率追蹤控制模塊輸出的網(wǎng)側(cè)有功功率的參考值、網(wǎng)側(cè)功率測量模塊采集到的網(wǎng)側(cè)有功功率和網(wǎng)側(cè)無功功率、風(fēng)速測量模塊采集到的風(fēng)速值和漿距角測量模塊采集到的槳距角數(shù)值。
[0011]所述功率協(xié)調(diào)控制模塊包括機(jī)側(cè)變流器控制模塊、網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊和槳距角控制模塊；所述機(jī)側(cè)變流器控制模塊分別與直流電壓測量模塊、機(jī)端電壓測量模塊、機(jī)端電流測量模塊和機(jī)側(cè)變流器連接；所述網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊分別與所述網(wǎng)側(cè)電壓測量模塊、網(wǎng)側(cè)電流測量模塊、最大功率追蹤控制模塊、網(wǎng)側(cè)功率測量模塊和網(wǎng)側(cè)變流器連接；所述槳距角控制模塊分別與所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量模塊、網(wǎng)側(cè)電壓測量模塊、風(fēng)速測量模塊、漿距角測量模塊和變漿系統(tǒng)連接。
[0012]所述網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊包括低電壓判斷模塊。
[0013]所述槳距角控制模塊包括風(fēng)速判斷模塊。
[0014]一種用于直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越的功率控制方法，其特征在于，所述方法包括基于機(jī)側(cè)變流器控制模塊的控制方法、基于網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊的控制方法和基于槳距角控制模塊的控制方法；
[0015]其中，機(jī)側(cè)變流器控制模塊采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，使用機(jī)側(cè)變流器交流端電壓定向，其控制方法的具體步驟包括:
[0016]步驟1:機(jī)側(cè)變流器控制模塊外環(huán)用采集到的直流母線電壓的幅值Ud:減去直流母線電壓的參考值;直流電壓差值經(jīng)過外環(huán)PI控制器給出機(jī)端有功電流的初始參考值UJ;同時用采集到的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的幅值U/減去發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的參考值U ；機(jī)端電壓差值經(jīng)過外環(huán)PI控制器給出機(jī)端無功電流的初始參考值Isqre/ ；
[0017]步驟2 =Isdref*和Isqre/經(jīng)過有功優(yōu)先的限流控制環(huán)節(jié)得出機(jī)端有功電流的參考值Isdrefi*和機(jī)端無功電流的參考值IsqrefI* ;
[0018]步驟3:機(jī)側(cè)變流器控制模塊內(nèi)環(huán)用機(jī)端有功電流的參考值Isdrefl*減去采集到的機(jī)端有功電流Is/ ;有功電流差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)PI控制器給出機(jī)側(cè)變流器調(diào)制系數(shù)的d軸分量Cmsd ;同時用機(jī)端無功電流的參考值減去采集到的機(jī)端無功電流Is:;無功電流差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)PI控制器給出機(jī)側(cè)變流器調(diào)制系數(shù)的q軸分量Cmsq ；
[0019]步驟4:將機(jī)側(cè)變流器調(diào)制系數(shù)的d軸分量Cmsd和q軸分量Cmsq送入機(jī)側(cè)變流器，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)側(cè)變流器的調(diào)制控制；
[0020]網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，使用網(wǎng)側(cè)變流器交流端電壓定向；其控制方法包括兩種模式，機(jī)組正常運(yùn)行時的穩(wěn)態(tài)控制模式和電網(wǎng)低電壓期間的低壓暫態(tài)控制模式；通過低電壓判斷模塊辨識網(wǎng)側(cè)變流器交流端電壓幅值Uit*的大小實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊的控制模式切換；
[0021]其中，網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊處于穩(wěn)態(tài)控制模式時的具體控制過程為:
[0022]步驟I):網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊外環(huán)用網(wǎng)側(cè)變流器輸出的有功功率Pt*減去輸出有功的參考值Pto/ ;有功功率差值經(jīng)過外環(huán)PI控制器給出網(wǎng)側(cè)有功電流的初始參考值Igdre/ ;同時用網(wǎng)側(cè)變流器輸出的無功功率Qt*減去輸出無功的參考值Qta/ ;無功功率差值經(jīng)過外環(huán)PI控制器給出網(wǎng)側(cè)無功電流的初始參考值Igqre/ ；
[0023]步驟2):1gdM/和Igqre/經(jīng)過有功優(yōu)先的限流控制環(huán)節(jié)得出網(wǎng)側(cè)有功電流的參考值IgdrefLP*和網(wǎng)側(cè)無功電流的參考值I_fl—/ ;Igdrefl;經(jīng)過慣性環(huán)節(jié)輸入到有功內(nèi)環(huán)的控制器中；
[0024]步驟3):網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊內(nèi)環(huán)用經(jīng)過慣性環(huán)節(jié)的有功電流參考值減去測量到的網(wǎng)側(cè)有功電流Ig/ ;有功電流差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)PI控制器給出網(wǎng)側(cè)變流器調(diào)制系數(shù)的d軸分量Cmgd;同時用Igvrfl/減去測量到的網(wǎng)側(cè)無功電流Igt;;無功電流差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)PI控制器給出網(wǎng)側(cè)變流器調(diào)制系數(shù)的q軸分量Cmgq ；
[0025]步驟4):將Cmgd和C_送入網(wǎng)側(cè)變流器，以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)側(cè)變流器的調(diào)制控制；
[0026]網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊處于低壓暫態(tài)控制模式時的具體控制過程為:
[0027]網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊低壓暫態(tài)控制模式的結(jié)構(gòu)以及控制策略的實(shí)施步驟均與穩(wěn)態(tài)控制模式類似，所不同的是，無功外環(huán)的被控量為Uit* ;限流控制環(huán)節(jié)采用無功優(yōu)先策略；
[0028]所述槳距角控制模塊由PI控制環(huán)節(jié)和伺服控制環(huán)節(jié)串聯(lián)組成，包括兩種模式:最大功率追蹤區(qū)控制模式和功率限制區(qū)控制模式；通過風(fēng)速判斷模塊辨識風(fēng)速的大小實(shí)現(xiàn)槳距角控制模塊的控制模式切換；
[0029]所述槳距角控制模塊的最大功率追蹤區(qū)控制模式的具體控制過程為:
[0030]步驟(I):槳距角控制模塊用網(wǎng)側(cè)電壓下限值Uitl。/減去Uit* ；電壓差值經(jīng)過PI控制器給出槳距角的參考值β ref ;
[0031]步驟(2):用槳距角的參考值減去槳距角的實(shí)際值β ;差值經(jīng)過伺服控制環(huán)節(jié)得出槳距角的輸出控制信號；
[0032]步驟(3):將槳距角的輸出控制信號送入到變槳系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)對槳距角大小的調(diào)節(jié);
[0033]所述槳距角控制模塊的功率限制區(qū)控制模式的具體控制過程為:槳距角控制模塊功率限制區(qū)控制模式的結(jié)構(gòu)以及控制策略的實(shí)施步驟均與最大功率追蹤區(qū)控制模式類似，所不同的是，PI控制根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速ωπ*和額定轉(zhuǎn)速的差值給出
[0034]所述步驟2中，Isdref*和經(jīng)過有功優(yōu)先的限流控制環(huán)節(jié)得出Istofl*和的具體過程為:[0035]首先，根據(jù)式
【權(quán)利要求】
1.一種用于直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越的功率控制裝置，其特征在于，所述裝置包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量模塊、直流電壓測量模塊、機(jī)端電壓測量模塊、機(jī)端電流測量模塊、網(wǎng)測電壓測量模塊、網(wǎng)測電流測量模塊、最大功率追蹤控制模塊、網(wǎng)測功率測量模塊、風(fēng)速測量模塊、漿距角測量模塊和功率協(xié)調(diào)控制模塊； 其中，所述直流電壓測量模塊、機(jī)端電壓測量模塊、機(jī)端電流測量模塊、網(wǎng)測電壓測量模塊、網(wǎng)測電流測量模塊、最大功率追蹤控制模塊、網(wǎng)測功率測量模塊、風(fēng)速測量模塊和漿距角測量模塊分別與所述功率協(xié)調(diào)控制模塊連接； 所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量模塊分別與最大功率追蹤控制模塊和功率協(xié)調(diào)控制模塊連接； 所述功率協(xié)調(diào)控制模塊用于接收所述直流電壓測量模塊采集到的直流母線電壓、機(jī)端電壓測量模塊采集到的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、機(jī)端電流測量模塊采集到的發(fā)電機(jī)機(jī)端電流、網(wǎng)測電壓測量模塊采集到的網(wǎng)側(cè)節(jié)點(diǎn)電壓、網(wǎng)測電流測量模塊采集到的網(wǎng)側(cè)變流器輸出電流、最大功率追蹤控制模塊輸出的網(wǎng)側(cè)有功功率的參考值、網(wǎng)測功率測量模塊采集到的網(wǎng)側(cè)有功功率和網(wǎng)側(cè)無功功率、風(fēng)速測量模塊采集到的風(fēng)速值和漿距角測量模塊采集到的槳距角數(shù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述功率協(xié)調(diào)控制模塊包括機(jī)側(cè)變流器控制模塊、網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊和槳距角控制模塊；所述機(jī)側(cè)變流器控制模塊分別與直流電壓測量模塊、機(jī)端電壓測量模塊、機(jī)端電流測量模塊和機(jī)側(cè)變流器連接；所述網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊分別與所述網(wǎng)測電壓測量模塊、網(wǎng)測電流測量模塊、最大功率追蹤控制模塊、網(wǎng)測功率測量模塊和網(wǎng)測變 流器連接；所述槳距角控制模塊分別與所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量模塊、網(wǎng)測電壓測量模塊、風(fēng)速測量模塊、漿距角測量模塊和變漿系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊包括低電壓判斷模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述槳距角控制模塊包括風(fēng)速判斷模塊。
5.一種用于直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越的功率控制方法，其特征在于，所述方法包括基于機(jī)側(cè)變流器控制模塊的控制方法、基于網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊的控制方法和基于槳距角控制模塊的控制方法； 其中，機(jī)側(cè)變流器控制模塊采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，使用機(jī)側(cè)變流器交流端電壓定向，其控制方法的具體步驟包括: 步驟1:機(jī)側(cè)變流器控制模塊外環(huán)用采集到的直流母線電壓的幅值Udc*減去直流母線電壓的參考值Ud_/ ;直流電壓差值經(jīng)過外環(huán)PI控制器給出機(jī)端有功電流的初始參考值UJ;同時用采集到的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的幅值U:減去發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的參考值Usref* ;機(jī)端電壓差值經(jīng)過外環(huán)PI控制器給出機(jī)端無功電流的初始參考值Isqre/ ; 步驟2:1sdM/和Isqre/經(jīng)過有功優(yōu)先的限流控制環(huán)節(jié)得出機(jī)端有功電流的參考值Isdrefi*和機(jī)端無功電流的參考值IsqrefI* ; 步驟3:機(jī)側(cè)變流器控制模塊內(nèi)環(huán)用機(jī)端有功電流的參考值Istofl*減去采集到的機(jī)端有功電流Is/ ;有功電流差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)PI控制器給出機(jī)側(cè)變流器調(diào)制系數(shù)的d軸分量Cmsd ；同時用機(jī)端無功電流的參考值Is_fl*減去采集到的機(jī)端無功電流Is:;無功電流差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)PI控制器給出機(jī)側(cè)變流器調(diào)制系數(shù)的q軸分量Cmsq ； 步驟4:將機(jī)側(cè)變流器調(diào)制系數(shù)的d軸分量Cmsd和q軸分量Cmsq送入機(jī)側(cè)變流器，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)側(cè)變流器的調(diào)制控制； 網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，使用網(wǎng)側(cè)變流器交流端電壓定向；其控制方法包括兩種模式，機(jī)組正常運(yùn)行時的穩(wěn)態(tài)控制模式和電網(wǎng)低電壓期間的低壓暫態(tài)控制模式；通過低電壓判斷模塊辨識網(wǎng)側(cè)變流器交流端電壓幅值Uit*的大小實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊的控制模式切換； 其中，網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊處于穩(wěn)態(tài)控制模式時的具體控制過程為: 步驟I):網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊外環(huán)用網(wǎng)側(cè)變流器輸出的有功功率Pt*減去輸出有功的參考值Pta/ ;有功功率差值經(jīng)過外環(huán)PI控制器給出網(wǎng)側(cè)有功電流的初始參考值Igto/ ;同時用網(wǎng)側(cè)變流器輸出的無功功率Qt*減去輸出無功的參考值Qto/;無功功率差值經(jīng)過外環(huán)PI控制器給出網(wǎng)側(cè)無功電流的初始參考值； 步驟2):1gdM/和Igve/經(jīng)過有功優(yōu)先的限流控制環(huán)節(jié)得出網(wǎng)側(cè)有功電流的參考值IgdrefLP*和網(wǎng)側(cè)無功電流的參考值I_fl—/ ;Igdrefl;經(jīng)過慣性環(huán)節(jié)輸入到有功內(nèi)環(huán)的控制器中； 步驟3):網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊內(nèi)環(huán)用經(jīng)過慣性環(huán)節(jié)的有功電流參考值減去測量到的網(wǎng)側(cè)有功電流Ig/ ;有功電流差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)PI控制器給出網(wǎng)側(cè)變流器調(diào)制系數(shù)的d軸分量Cmgd;同時用Igvrfl /減去測量到的網(wǎng)側(cè)無功電流IgJ ;無功電流差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)PI控制器給出網(wǎng)側(cè)變流器調(diào)制系數(shù)的q軸分量Cmgq ； 步驟4):將Cmgd和C_送入網(wǎng)側(cè)變流器，以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)測變流器的調(diào)制控制； 網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊處于低壓暫態(tài)控制模式時的具體控制過程為: 網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊低壓暫態(tài)控制模式的結(jié)構(gòu)以及控制策略的實(shí)施步驟均與穩(wěn)態(tài)控制模式類似，所不同的是，無功外環(huán)的被控量為Uit* ;限流控制環(huán)節(jié)采用無功優(yōu)先策略； 所述槳距角控制模塊由PI控制環(huán)節(jié)和伺服控制環(huán)節(jié)串聯(lián)組成，包括兩種模式:最大功率追蹤區(qū)控制模式和功率限制區(qū)控制模式；通過風(fēng)速判斷模塊辨識風(fēng)速的大小實(shí)現(xiàn)槳距角控制模塊的控制模式切換； 所述槳距角控制模塊的最大功率追蹤區(qū)控制模式的具體控制過程為: 步驟(1):槳距角控制模塊用網(wǎng)側(cè)電壓下限值Uitl。/減去Uit* ；電壓差值經(jīng)過PI控制器給出槳距角的參考值; 步驟(2):用槳距角的參考值減去槳距角的實(shí)際值β ;差值經(jīng)過伺服控制環(huán)節(jié)得出槳距角的輸出控制信號； 步驟(3):將槳距角的輸出控制信號送入到變槳系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)對槳距角大小的調(diào)節(jié)；所述槳距角控制模塊的功率限制區(qū)控制模式的具體控制過程為:槳距角控制模塊功率限制區(qū)控制模式的結(jié)構(gòu)以及控制策略的實(shí)施步驟均與最大功率追蹤區(qū)控制模式類似，所不同的是，PI控制根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速ωπ*和額定轉(zhuǎn)速的差值給出βΜ?。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟2中，Isdre/和經(jīng)過有功優(yōu)先的限流控制環(huán)節(jié)得出Isdrefl*和Isvrfl*的具體過程為:首先，根據(jù)式
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述通過低電壓判斷模塊辨識網(wǎng)側(cè)變流器交流端電壓幅值Uit*的大小實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊的控制模式切換的過程為: 當(dāng)Uit*大于或等于0.9p.u.時，低電壓判斷模塊輸出穩(wěn)態(tài)控制信號，網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊進(jìn)入穩(wěn)態(tài)控制模式；當(dāng)Uit*小于0.9p.u.時，低電壓判斷模塊輸出暫態(tài)控制信號，網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊進(jìn)入低壓暫態(tài)控制模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，Igdre/和Igtffrf*經(jīng)過有功優(yōu)先的限流控制環(huán)節(jié)得出Igdrefl/和I_fl/的具體過程為: 首先，根據(jù)式
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊低壓暫態(tài)控制模式中，無功優(yōu)先限流控制的具體過程為: 首先，根據(jù)式
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述通過風(fēng)速判斷模塊辨識風(fēng)速的大小實(shí)現(xiàn)槳距角控制模塊的控制模式切換的過程為: 當(dāng)風(fēng)速值小于額定風(fēng)速Vrated時，風(fēng)速判斷模塊輸出最大功率追蹤控制信號，槳距角控制模塊進(jìn)入最大功率追蹤區(qū)控制模式；當(dāng)風(fēng)速值大于或等于Vratod時，風(fēng)速判斷模塊輸出功率限制控制信號，槳距角控制模塊進(jìn)入功率限制區(qū)控制模式。
【文檔編號】H02J3/38GK103762919SQ201410011103
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】李庚銀, 劉忠義, 劉崇茹, 李劍 申請人:華北電力大學(xué)