本發(fā)明專利技術(shù)涉及新能源并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了一種構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制方法及裝置，包括：采集構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量和并網(wǎng)點(diǎn)功率；基于所述并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的PWM信號(hào)；基于所述并網(wǎng)點(diǎn)功率生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中網(wǎng)側(cè)變流器的PWM信號(hào)。本發(fā)明專利技術(shù)提供的技術(shù)方案，引入風(fēng)電機(jī)組接入電網(wǎng)點(diǎn)的頻率負(fù)反饋，實(shí)時(shí)控制風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，將風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)能與風(fēng)電機(jī)組接入點(diǎn)的有功功率波動(dòng)通過(guò)變流器實(shí)現(xiàn)聯(lián)系，從而解決風(fēng)電機(jī)組乃至風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的系統(tǒng)頻率波動(dòng)問(wèn)題，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及新能源并網(wǎng)，具體涉及一種構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、頻率是電力系統(tǒng)重要的電能質(zhì)量指標(biāo)，頻率偏差的大小關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)頻率取決于有功功率的平衡，當(dāng)有功供應(yīng)不足時(shí)則頻率下降，當(dāng)有功供應(yīng)過(guò)剩時(shí)則頻率上升。而負(fù)荷是不斷變化，所以需要不斷跟隨調(diào)整風(fēng)電機(jī)組的有功供應(yīng)，以維持系統(tǒng)頻率的動(dòng)態(tài)平衡。
2、風(fēng)電機(jī)組通過(guò)電力電子變流裝置并網(wǎng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率的解耦控制，但缺乏快速頻率響應(yīng)與主動(dòng)支撐能力。當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組都運(yùn)行在最大功率點(diǎn)，且變流器不直接控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，因此當(dāng)并網(wǎng)系統(tǒng)頻率上升/下降時(shí)無(wú)法在ms級(jí)時(shí)間內(nèi)快速提供有功頻率支撐，隨著風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)中的占比不斷升高，系統(tǒng)的慣性水平呈逐漸降低態(tài)勢(shì)，因此風(fēng)電機(jī)組乃至風(fēng)電場(chǎng)參與電網(wǎng)頻率響應(yīng)慣量支撐能力研究顯得十分必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服上述缺陷，本專利技術(shù)提出了一種構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制方法及裝置。
2、第一方面，提供一種構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制方法，所述構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制方法包括：
3、采集構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量和并網(wǎng)點(diǎn)功率；
4、基于所述并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的pwm信號(hào)；
5、基于所述并網(wǎng)點(diǎn)功率生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中網(wǎng)側(cè)變流器的pwm信號(hào)。
6、優(yōu)選的，所述基于所述并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的pwm信號(hào)，包括：
7、基于所述并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量生成轉(zhuǎn)速參考值；
8、基于永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子角位移以及所述轉(zhuǎn)速參考值生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的pwm信號(hào)。
9、進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)速參考值的計(jì)算式如下：
10、ωref＝2π(50±△f)
11、上式中，ωref為轉(zhuǎn)速參考值，△f為并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量。
12、進(jìn)一步的，所述基于永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子角位移以及所述轉(zhuǎn)速參考值生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的pwm信號(hào)，包括：
13、將永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩參考值比較后積分，得永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
14、將所述永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速參考值比較后經(jīng)pi控制器，得到q軸電流分量；
15、將d軸電流分量和q軸電流分量經(jīng)反park變換得三相電流參考值；
16、將三相電流采樣值與所述三相電流參考值比較后經(jīng)差分控制器得到第一三相參考電壓；
17、將所述第一三相參考電壓經(jīng)pwm功率驅(qū)動(dòng)模塊得到用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的pwm信號(hào)；
18、其中，所述park反變換所需的坐標(biāo)角度為永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角位移，所述d軸電流分量等于0。
19、進(jìn)一步的，所述永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩參考值的計(jì)算式如下：
20、
21、上式中，tm_ref為永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩參考值，j為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω為風(fēng)機(jī)機(jī)械軸系的轉(zhuǎn)速，t為時(shí)間，te為永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。
22、進(jìn)一步的，所述第一三相參考電壓的計(jì)算式如下：
23、
24、上式中，uabc_ref為第一三相參考電壓，lm為風(fēng)機(jī)出口側(cè)的等效電感，△iabc為所述三相電流參考值與三相電流采樣值的差，△t為控制周期，iabc_ref為所述三相電流參考值，iabc為三相電流采樣值，t為時(shí)間。
25、優(yōu)選的，所述基于所述并網(wǎng)點(diǎn)功率生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中網(wǎng)側(cè)變流器的pwm信號(hào)，包括：
26、將網(wǎng)側(cè)變流器的直流電壓經(jīng)低通濾波器后與直流電壓參考值比較，得到直流電壓差；
27、將所述直流電壓差經(jīng)pi控制器，得到功率參考值；
28、將所述并網(wǎng)點(diǎn)功率經(jīng)低通濾波器后與所述功率參考值比較，得到功率差；
29、將所述功率差經(jīng)pi控制器，得到初相角；
30、將所述初相角經(jīng)參考波生成器生成第二三相參考電壓；
31、將所述第二三相參考電壓經(jīng)pwm功率驅(qū)動(dòng)模塊得到用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中網(wǎng)側(cè)變流器的pwm信號(hào)。
32、進(jìn)一步的，所述第二三相參考電壓的計(jì)算式如下：
33、
34、上式中，ua_ref、ub_ref、uc_ref分別為第二三相參考電壓的a、b、c相電壓，um為給定電壓幅值，f為給定頻率，t為時(shí)間，為初相角。
35、第二方面，提供一種構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制裝置，所述構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制裝置包括：
36、采集模塊，用于采集構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量和并網(wǎng)點(diǎn)功率；
37、機(jī)側(cè)變流器控制模塊，用于基于所述并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的pwm信號(hào)；
38、網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊，用于基于所述并網(wǎng)點(diǎn)功率生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中網(wǎng)側(cè)變流器的pwm信號(hào)。
39、優(yōu)選的，所述機(jī)側(cè)變流器控制模塊具體用于：
40、基于所述并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量生成轉(zhuǎn)速參考值；
41、基于永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子角位移以及所述轉(zhuǎn)速參考值生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的pwm信號(hào)。
42、進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)速參考值的計(jì)算式如下：
43、ωref＝2π(50±△f)
44、上式中，ωref為轉(zhuǎn)速參考值，△f為并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量。
45、進(jìn)一步的，所述基于永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子角位移以及所述轉(zhuǎn)速參考值生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的pwm信號(hào)，包括：
46、將永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩參考值比較后積分，得永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
47、將所述永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速參考值比較后經(jīng)pi控制器，得到q軸電流分量；
48、將d軸電流分量和q軸電流分量經(jīng)反park變換得三相電流參考值；
49、將三相電流采樣值與所述三相電流參考值比較后經(jīng)差分控制器得到第一三相參考電壓；
50、將所述第一三相參考電壓經(jīng)pwm功率驅(qū)動(dòng)模塊得到用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的pwm信號(hào)；
51、其中，所述park反變換所需的坐標(biāo)角度為永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角位移，所述d軸電流分量等于0。
52、進(jìn)一步的，所述永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩參考值的計(jì)算式如下：
53、
54、上式中，tm_ref為永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩參考值，j為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω為風(fēng)機(jī)機(jī)械軸系的轉(zhuǎn)速，t為時(shí)間，te為永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。
55、進(jìn)一步的，所述第一三相參考電壓的計(jì)算式如下：
56、
57、上式中，uabc_ref為第一三相參考電壓，lm為風(fēng)機(jī)出口側(cè)的等效電感，△iabc本文檔來(lái)自技高網(wǎng)
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的PWM信號(hào)，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速參考值的計(jì)算式如下：
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子角位移以及所述轉(zhuǎn)速參考值生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的PWM信號(hào)，包括：
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩參考值的計(jì)算式如下：
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一三相參考電壓的計(jì)算式如下：
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述并網(wǎng)點(diǎn)功率生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中網(wǎng)側(cè)變流器的PWM信號(hào)，包括：
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二三相參考電壓的計(jì)算式如下：
9.一種構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述機(jī)側(cè)變流器控制模塊具體用于：
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速參考值的計(jì)算式如下：
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述基于永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子角位移以及所述轉(zhuǎn)速參考值生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的PWM信號(hào)，包括：
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩參考值的計(jì)算式如下：
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述第一三相參考電壓的計(jì)算式如下：
15.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述網(wǎng)側(cè)變流器控制模塊具體用于：
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述第二三相參考電壓的計(jì)算式如下：
17.一種計(jì)算機(jī)裝置，其特征在于，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；
18.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)裝置，其特征在于，其上存有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制方法。
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述并網(wǎng)點(diǎn)頻率變化量生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的pwm信號(hào)，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速參考值的計(jì)算式如下：
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子角位移以及所述轉(zhuǎn)速參考值生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)側(cè)變流器的pwm信號(hào)，包括：
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩參考值的計(jì)算式如下：
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一三相參考電壓的計(jì)算式如下：
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述并網(wǎng)點(diǎn)功率生成用于控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中網(wǎng)側(cè)變流器的pwm信號(hào)，包括：
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二三相參考電壓的計(jì)算式如下：
9.一種構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：谷懷廣，米志偉，劉棟，紀(jì)鋒，周家培，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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