电压源型风力发电机组的控制方法和控制装置与流程

本公开涉及风力发电领域，更具体地讲，涉及一种电压源型风力发电机组的控制方法和控制装置。

背景技术：

1、对于高比率新能源、高比率电力电子装置的双高电力系统，新能源并网复杂程度增加。具体来说，在双高背景下，电力系统中出现不平衡负载、谐波等电能质量问题的次数越来越多。在电压源型风力发电机组的网侧控制时，由于有功功率反馈值是直接通过dq变换后的网侧电压电流信号直接计算获得的，但是当电力系统中出现负序、谐波等非工频分量时，经有功环所输出的svpwm的参考相位角也将出现偏差，影响电压源型风力发电机组并网的稳定性。

技术实现思路

1、本公开的实施例的目的在于提供一种电压源型风力发电机组的控制方法和控制装置，能够减少风力发电机组控制信号中包含的电压/电流的负序分量，从而提高风力发电机组并网的稳定性。

2、在一个总的方面，提供一种电压源型风力发电机组的控制方法，所述控制方法包括：通过对风力发电机组的直流母线电压测量值与直流母线电压参考值之间的偏差进行比例积分运算，获得直流母线功率设定值；基于风力发电机组的风力发电机扭矩需求值和风力发电机转速，获得风力发电机组的功率需求；基于并网电压的正序分量、滤波电感电流的正序分量和功率反馈系数，获取风力发电机组的网侧功率；基于直流母线功率设定值、风力发电机组的功率需求和风力发电机组的网侧功率，确定虚拟内电势相位；基于风力发电机组的无功功率设定值、无功功率测量值、电网的额定电压幅值，确定调制电压的d轴分量和q轴分量；根据虚拟内电势相位以及调制电压的d轴分量和q轴分量，控制风力发电机组的网侧变流器，从而调节风力发电机组的并网点的注入电压。

3、可选地，基于并网电压的正序分量、滤波电感电流的正序分量和功率反馈系数，获取风力发电机组的网侧功率的步骤包括：通过对并网电压进行双同步坐标系解耦和低通滤波处理，获取dq坐标系下的并网电压的正序分量；通过对网侧滤波电感电流进行双同步坐标系解耦和低通滤波处理，获取dq坐标系下的滤波电感电流的正序分量；基于dq坐标系下的并网电压的正序分量、dq坐标系下的滤波电感电流的正序分量和所述功率反馈系数，获取风力发电机组的网侧功率。

4、可选地，基于dq坐标系下的并网电压的正序分量、dq坐标系下的滤波电感电流的正序分量和所述功率反馈系数，获取风力发电机组的网侧功率的步骤包括：计算dq坐标系下的并网电压的d轴分量的正序分量与dq坐标系下的滤波电感电流的d轴分量的正序分量的第一乘积；计算dq坐标系下的并网电压的q轴分量的正序分量与dq坐标系下的滤波电感电流的q轴分量的正序分量的第二乘积；计算第一乘积与第二乘积之和；将所述和与所述功率反馈系数的乘积确定为风力发电机组的网侧功率。

5、可选地，基于直流母线功率设定值、风力发电机组的功率需求和风力发电机组的网侧功率，确定虚拟内电势相位的步骤包括：将直流母线功率设定值与风力发电机组的功率需求相加，然后减去网侧变流器的网侧功率，得到有功功率偏差；基于有功功率偏差，确定虚拟角频率偏差；基于虚拟角频率偏差和电网的额定角频率，确定虚拟角频率；基于虚拟角频率确定虚拟内电势相位。

6、可选地，基于风力发电机组的无功功率设定值、无功功率测量值、电网的额定电压幅值，确定调制电压的d轴分量和q轴分量的步骤包括：基于风力发电机组的无功功率设定值和无功功率测量值，确定交流母线电压的扰动分量；基于交流母线电压的扰动量和交流电网的额定电压幅值，确定dq坐标系下的并网参考电压的d轴分量；将dq坐标系下的并网参考电压的q轴分量设置为0；基于dq坐标系下的并网参考电压的d轴分量和q轴分量，确定调制电压的d轴分量和q轴分量。

7、可选地，基于dq坐标系下的并网参考电压的d轴分量和q轴分量，确定调制电压的d轴分量和q轴分量的步骤包括：通过对dq坐标系下的并网参考电压的d轴分量和q轴分量进行电压外环控制，或者通过对dq坐标系下的并网参考电压的d轴分量和q轴分量进行电压外环控制与电流内环控制，来获得调制电压的d轴分量和q轴分量。

8、可选地，所述功率反馈系数大于或等于1.5。

9、在另一总的方面，提供一种电压源型风力发电机组的控制装置，所述控制装置包括：功率设定值获取单元，被配置为通过对风力发电机组的直流母线电压测量值与直流母线电压参考值之间的偏差进行比例积分运算，获得直流母线功率设定值；功率需求获取单元，被配置为基于并网电压的正序分量、滤波电感电流的正序分量和功率反馈系数，获取风力发电机组的网侧功率；网侧功率获取单元，被配置为基于并网电压、滤波电感电流和功率反馈系数，获取风力发电机组的网侧功率；虚拟内电势相位确定单元，被配置为基于直流母线功率设定值、风力发电机功率需求和风力发电机组的网侧功率，确定虚拟内电势相位；调制电压获取单元，被配置为基于风力发电机组的无功功率设定值、无功功率测量值、电网的额定电压幅值，确定调制电压的d轴分量和q轴分量；网侧变流器控制单元，被配置为根据虚拟内电势相位以及调制电压的d轴分量和q轴分量，控制风力发电机组的网侧变流器，从而调节风力发电机组的并网点的注入电压。

10、可选地，所述电压源型风力发电机组的控制装置设置在所述电压源型风力发电机组的变流器控制器中。

11、在另一总的方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时，实现如上所述的风力发电机组的控制方法。

12、在另一总的方面，提供一种计算装置，所述计算装置包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的风力发电机组的控制方法。

13、可选地，所述计算装置为电压源型风力发电机组的变流器控制器。

14、在另一总的方面，提供一种电压源型风力发电机组，所述电压源型风力发电机组包括如上所述的电压源型风力发电机组的控制装置或者如上所述的计算装置。

15、根据本公开的实施例的电压源型风力发电机组的控制方法和控制装置，通过在计算风力发电机组的网侧功率时仅使用电压/电流的正序分量，减少风力发电机组控制信号中包含的电压/电流的负序分量，能够显著提高风力发电机组并网的稳定性。

技术特征：

1.一种电压源型风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，基于并网电压的正序分量、滤波电感电流的正序分量和功率反馈系数，获取风力发电机组的网侧功率的步骤包括：

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，基于dq坐标系下的并网电压的正序分量、dq坐标系下的滤波电感电流的正序分量和所述功率反馈系数，获取风力发电机组的网侧功率的步骤包括：

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，基于直流母线功率设定值、风力发电机组的功率需求和风力发电机组的网侧功率，确定虚拟内电势相位的步骤包括：

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，基于风力发电机组的无功功率设定值、无功功率测量值、电网的额定电压幅值，确定调制电压的d轴分量和q轴分量的步骤包括：

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，基于dq坐标系下的并网参考电压的d轴分量和q轴分量，确定调制电压的d轴分量和q轴分量的步骤包括：

7.如权利要求1至6中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述功率反馈系数大于或等于1.5。

8.一种电压源型风力发电机组的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：

9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述电压源型风力发电机组的控制装置设置在所述电压源型风力发电机组的变流器控制器中。

10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的风力发电机组的控制方法。

11.一种计算装置，其特征在于，所述计算装置包括：

12.如权利要求11所述的计算装置，其特征在于，所述计算装置为电压源型风力发电机组的变流器控制器。

13.一种电压源型风力发电机组，其特征在于，所述电压源型风力发电机组包括如权利要求8或9所述的电压源型风力发电机组的控制装置或者如权利要求11或12所述的计算装置。

技术总结
本公开提供一种电压源型风力发电机组的控制方法和控制装置。控制方法包括：通过对直流母线电压测量值与直流母线电压参考值之间的偏差进行比例积分运算，获得直流母线功率设定值；获得风力发电机组的功率需求；基于并网电压的正序分量、滤波电感电流的正序分量和功率反馈系数，获取风力发电机组的网侧功率；基于直流母线功率设定值、风力发电机组的功率需求和风力发电机组的网侧功率，确定虚拟内电势相位；基于风力发电机组的无功功率设定值、无功功率测量值、电网的额定电压幅值，确定调制电压的d轴分量和q轴分量；根据虚拟内电势相位及调制电压的d轴分量和q轴分量，控制风力发电机组的网侧变流器，从而调节风力发电机组的并网点的注入电压。

技术研发人员：于敬帅
受保护的技术使用者：新疆金风科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13