CN102437811A - 一种电网对称短路故障时含飞轮储能单元的永磁直驱风力发电系统低电压穿越控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电网对称短路故障时含飞轮储能单元的永磁直驱风力发电系统低电压穿越控制方法，本控制方法同时包含对电机侧变换器的控制、电网侧变换器的控制以及飞轮电机侧变换器的控制。本方法在实现故障过程中直流链电压稳定控制的同时，可实现发电系统向电网提供无功功率支撑，有效提高电网故障过程中发电系统以及所并电网的运行可靠性和稳定性。

Description

一种电网对称短路故障时含飞轮储能单元的永磁直驱风力发电系统低电压穿越控制方法

技术领域

本发明涉及永磁直驱风力发电系统运行控制领域，特别是涉及一种电网对称短路故障时含飞轮储能单元的永磁直驱风力发电系统低电压穿越控制方法。 

背景技术

随着大功率电力电子器件和永磁材料成本的不断下降，兆瓦级多极低速无刷永磁同步发电机已逐步进入工程应用领域，由于电力系统中风电机组发电容量的不断扩大，为保证电力系统运行可靠性以及稳定性，电网要求风电机组应具备低电压穿越能力，即要求当电网发生短路故障时，永磁直驱风力发电机组等风力发电系统仍能并网运行，并向电网提供无功支撑。否则电网故障过程中发电系统直流链电压将急剧上升，会损坏并网变流器，使发电系统以及所并电网的运行可靠性和稳定性受到影响。目前国内已有学者就如何增强永磁直驱风力发电机组低电压穿越性能进行了研究，已公开下列文献： 

(1)大功率直驱风电变流器低电压穿越电路.中国发明专利，申请号：201020569904.3 

(2)一种全功率风机变流器低电压穿越的协同控制方法和系统.中国发明专利，申请号：201010601121.3 

(3)应用超级电容提高风电系统低电压穿越能力.电机与控制学报，2010，14(5)：26-31. 

(4)储能型直驱永磁同步风力发电控制系统.电力系统保护与控制，2010，38(14)：43-48. 

文献(1)、文献(2)通过在发电系统直流侧安装卸荷负载，当电网发生对称短路故障时投入卸荷电路，吸收电机侧变换器输出功率，稳定控制发电系统直流链电压，保证永磁直驱风力发电机组不脱网运行。采用上述技术手段的永磁直驱风力发电机组虽具备低电压穿越功能，但由于增加了新的硬件保护装置，也增加系统安装以及散热设计难度，另一方面，由于电网故障时电机侧变换器输出功率被卸荷电路消耗，这将降低永磁直驱风力发电系统的风能利用率，同时其无法在电网故障期间向电网提供一定的无功支撑，这将无法满足新的电网运行导则需要。 

文献(3)、文献(4)将蓄电池和超级电容引入永磁直驱风力发电系统，利用其作为储能装置吸收电机侧变换器输出功率，维持直流链电压稳定。但蓄电池充放电次数有限，造成其使用寿命短，增大了系统运行成本。另一方面，考虑到超级电容耐压较低，不适宜在风电系统等高电压等级场合可靠应用。因此应考虑采用适宜于大容量风电场工程应用的储能装置。 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种电网对称短路故障时含飞轮储能单元的永磁直驱风力发电系统低电压穿越控制方法。本方法在实现故障过程中直流链电压稳定控制的同时，可实现发电系统向电网提供无功功率支撑，有效提高电网故障过程中发电系统以及所并电网的运行可靠性和稳定性。 

本发明的技术方案是这样实现的：一种电网对称短路故障时含飞轮储能单元的永磁直驱风力发电系统低电压穿越控制方法，其特征在于，本控制方法同时包含对电机侧变换器的控制、电网侧变换器的控制以及飞轮电机侧变换器的控制，各变换器的控制分别为： 

(A)、电机侧变换器的控制步骤为： 

(A1)、首先采集永磁同步发电机的定子电流信号：利用电流霍尔传感器采集永磁同步发电机的两相定子电流信号i_sa，i_sb； 

(A2)、检测永磁同步发电机的转子位置信号，计算其电角速度和电角度：利用转子位置传感器检测得到永磁同步发电机的转子位置θ_s1及转速ω_s1，并根据θ_s1及ω_s1计算得到永磁同步发电机转子电角速度ω_s＝p_sω_s1及永磁同步发电机转子电角度θ_s＝p_sθ_s1；其中：p_s为电机的极对数； 

(A3)、根据采集得到的永磁同步发电机定子电流信号i_sa，i_sb，利用等式i_sc＝-i_sa-i_sb计算得到C相定子电流信号i_sc；利用坐标变换公式将三相定子电流信号i_sa，i_sb，i_sc投影至根据永磁同步发电机转子磁场方向定向的两相同步旋转dq坐标轴系，可得到两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步发电机定子电流i_sd，i_sq； 

(A4)、当电网电压正常时，电机侧变换器采用功率-电流双闭环控制方式，永磁同步发电机d轴电流给定 

以及q轴电流给定 为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{sd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{sq}}^{*}=[K_{p1}({\mathrm{\τ}}_{i1}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i1}s](P_s^{*}-P_s)\end{array}\right.---\left(1\right)$

式(1)中，K_p1和τ_i1分别为电机侧变换器功率环PI调节器的比例系数和积分时间常数， 

为永磁同步发电机输出功率给定值，P_s为永磁同步发电机输出功率，s为复变量； 

(A5)、当电网发生对称短路故障以及对称短路故障切除后到直流链电压恢复正常的一段时间内，电机侧变换器切换为电流环控制方式，永磁同步发电机d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{sd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{sq}}^{*}=0\end{array}\right.---\left(2\right)$

(A6)、当直流链电压恢复为正常值时，电机侧变换器恢复为功率-电流双闭环控制方式，其给定值如式(1)所示； 

(A7)、将步骤(A2)计算所得的永磁同步发电机转子电角速度ω_s，步骤(A3)计算所得两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步发电机定子电流i_sd，i_sq，步骤(A4)、(A5)、(A6)中计算所得的永磁同步发电机d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

代入电机侧变换器控制电压方程，可计算得永磁同步发电机定子控制电压u_sd、u_sq；电机侧变换器控制电压方程为： 

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{sd}}=[K_{p2}({\mathrm{\τ}}_{i2}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i2}s](i_{\mathrm{sd}}^{*}-i_{\mathrm{sd}})-{\mathrm{\ω}}_s{L}_s{i}_{\mathrm{sq}}\\ u_{\mathrm{sq}}=[K_{p2}({\mathrm{\τ}}_{i2}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i2}s](i_{\mathrm{sq}}^{*}-i_{\mathrm{sq}})+{\mathrm{\ω}}_s{L}_s{i}_{\mathrm{sd}}+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\Ψ}}_s\end{array}\right.---\left(3\right)$

式(3)中，K_p2和τ_i2分别为电机侧变换器控制电压PI调节器的比例系数和积分时间常数，ψ_s为永磁同步发电机转子永磁体磁链，s为复变量，L_s为永磁同步发电机定子电感； 

(Ag)、将永磁同步发电机定子控制电压u_sd、u_sq经空间矢量脉宽调制模块调制后即可获得控制电机侧变换器的开关信号； 

(B)、电网侧变换器的控制步骤为： 

(B1)、首先采集电网电流信号和电压信号：利用电流霍尔传感器采集电网侧的两相电网电流信号i_ga，i_gb；利用电压传感器采集电网侧的两相电网电压信号e_ga，e_gb； 

(B2)、根据采集得到的电网电压信号e_ga，e_gb，利用等式e_gc＝-e_ga-e_gb计算得C相电网电压信号e_gc；利用坐标变换公式将三相电网电压信号e_ga，e_gb，e_gc投影至两相静止αβ坐标轴系，可得两相同步旋转αβ坐标轴系下的电网电压幅值e_gd和电网电压角度θ_g，进一步对电网电压角度θ_g进行微分计算可得电网电压角频率ω_g； 

(B3)、根据采集得到的电网电流信号i_ga，i_gb，利用等式i_gc＝-i_ga-i_gb计算得C相电网电流信号i_gc；利用坐标变换公式将三相电网电流信号i_ga，i_gb，i_gc投影至根据电网电压定向的两相同步旋转dq坐标轴系，可得两相同步旋转dq坐标轴系下的电网电流i_gd，i_gq； 

(B4)、当电网电压正常时，电网侧变换器采用电压-电流双闭环控制方式，电网d轴电流给定 以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{gd}}^{*}=[K_{p3}({\mathrm{\τ}}_{i3}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i3}s](U_{\mathrm{dc}}^{*}-U_{\mathrm{dc}})\\ i_{\mathrm{gq}}^{*}=0\end{array}\right.---\left(4\right)$

式(4)中，K_p3和τ_i3分别为电网侧变换器电压环PI调节器的比例系数和积分时间常数； 

为电网侧变换器直流链电压给定值，U_dc为电网侧变换器直流链电压，s为复变量； 

(B5)、当电网发生对称短路故障时，电网侧变换器切换为电流环控制方式，电网d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{gd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{gq}}^{*}=i_{\mathrm{gn}}\end{array}\right.---\left(5\right)$

式(5)中i_gn为电网侧变换器功率模块额定电流值； 

(B6)、当电网对称短路故障切除后，电网侧变换器恢复为电压-电流双闭环控制方式，电网d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

由式(4)确定； 

(B7)、当电机侧变换器恢复为功率-电流双闭环控制方式后，将前馈补偿量P_s/e_gd与电网侧变换器直流电压PI调节器的输出相加作为电网侧变换器电流内环的d轴电流给定值 

电网d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{gd}}^{*}=[K_{p3}({\mathrm{\τ}}_{i3}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i3}s](U_{\mathrm{dc}}^{*}-U_{\mathrm{dc}})+\frac{P_s}{e_{\mathrm{gd}}}\\ i_{\mathrm{gq}}^{*}=0\end{array}\right.---\left(6\right)$

(B8)、将步骤(B2)计算所得的d轴电网电压幅值e_gd，ω_g，步骤(B3)计算所得两相同步旋转dq坐标轴系下的电网电流i_gd，i_gq，步骤(B4)、(B5)、(B6)、(B7)中计算所得的电网d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

代入电网侧变换器控制电压方程，可计算得电网侧变换器控制电压u_gd、u_gq；电网侧变换器控制电压方程为： 

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{gd}}=-[K_{p4}({\mathrm{\τ}}_{i4}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i4}s](i_{\mathrm{gd}}^{*}-i_{\mathrm{gd}})+{\mathrm{\ω}}_g{L}_g{i}_{\mathrm{gq}}+e_{\mathrm{gd}}\\ u_{\mathrm{gq}}=-[K_{p4}({\mathrm{\τ}}_{i4}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i4}s](i_{\mathrm{gq}}^{*}-i_{\mathrm{gq}})-{\mathrm{\ω}}_g{L}_g{i}_{\mathrm{gd}}\end{array}\right.---\left(7\right)$

式(7)中，K_p4和τ_i4分别为电网侧变换器控制电压PI调节器的比例系数和积分时间常数，s为复变量，L_g为网侧进线电抗器电感； 

(B9)、将电网侧变换器控制电压u_gd、u_gq经空间矢量脉宽调制模块调制后即可获得控制电网侧变换器的开关信号； 

(C)、飞轮电机侧变换器的控制步骤为： 

(C1)、首先采集永磁同步电动机的定子电流信号：利用电流霍尔传感器采集永磁同步电 动机的两相定子电流信号i_fa，i_fb； 

(C2)、检测永磁同步电动机的转子位置信号，计算其电角速度和电角度：利用转子位置传感器检测得到永磁同步电动机的转子位置θ_f1及转速ω_f1，并根据θ_f1及ω_f1计算得到永磁同步电动机转子电角速度ω_f＝p_fω_f1及永磁同步电动机转子电角度θ_f＝p_fθ_f1；其中：p_f为电机的极对数； 

(C3)、根据采集得到的永磁同步电动机定子电流信号i_fa，i_fb，利用等式i_fc＝-i_fa-i_fb计算得C相定子电流信号i_fc；利用坐标变换公式将三相定子电流信号i_fa，i_fb，i_fc投影至根据永磁同步电动机转子磁场方向定向的两相同步旋转dq坐标轴系，可得两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步电动机定子电流i_fd，i_fq； 

(C4)、当电网电压正常时，飞轮电机侧变换器采用转速-电流双闭环控制方式，永磁同步电动机d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{fd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{fq}}^{*}=[K_{p5}({\mathrm{\τ}}_{i5}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i5}s]({\mathrm{\ω}}_f^{*}-{\mathrm{\ω}}_f)\end{array}\right.---\left(8\right)$

式(8)中，K_p5和τ_i5分别为飞轮电机侧变换器转速环PI调节器的比例系数和积分时间常数， 

为转速环给定值，s为复变量； 

(C5)、当电网发生对称短路故障时，飞轮电机侧变换器切换为电流环控制方式，永磁同步电动机d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{fd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{fq}}^{*}=\frac{P_s}{p_f{\mathrm{\ω}}_f{\mathrm{\ψ}}_f}\end{array}\right.---\left(9\right)$

式(9)中ψ_f为飞轮电机转子永磁体磁链； 

(C6)、电网对称短路故障切除后，飞轮电机侧变换器恢复为转速-电流双闭环控制方式，其给定值由式(8)确定； 

(C7)、将步骤(C2)计算所得的永磁同步电动机转子电角速度ω_f，步骤(C3)计算所得两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步电动机定子电流i_fd，i_fq，步骤(C4)、(C5)、(C6)中计算所得的永磁同步电动机d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

代入飞轮电机侧变换器控制电压方程，可计算得永磁同步电动机定子控制电压u_fd、u_fq；飞轮电机侧变换器控制电压方程为： 

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{fd}}=[K_{p6}({\mathrm{\τ}}_{i6}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i6}s](i_{\mathrm{fd}}^{*}-i_{\mathrm{fd}})-{\mathrm{\ω}}_f{L}_f{i}_{\mathrm{fq}}\\ u_{\mathrm{fq}}=[K_{p6}({\mathrm{\τ}}_{i6}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i6}s](i_{\mathrm{fq}}^{*}-i_{\mathrm{fq}})+{\mathrm{\ω}}_f{L}_f{i}_{\mathrm{fd}}+{\mathrm{\ω}}_f{\mathrm{\Ψ}}_f\end{array}\right.---\left(10\right)$

式(10)中，K_p6和τ_i6分别为飞轮电机侧变换器控制电压PI调节器的比例系数和积分时间 常数，s为复变量，L_f为飞轮电机定子电感； 

(C8)、将永磁同步电动机定子控制电压u_fd、u_fq经空间矢量脉宽调制模块调制后即可获得控制飞轮电机侧变换器的开关信号。 

步骤(B6)完成即为步骤(A6)所述的直流链电压恢复为正常值。 

本方法通过协调控制发电系统电机侧变换器、电网侧变换器以及飞轮电机变换器，以避免电网故障过程中发电系统直流链电压急剧上升，保护并网变流器。与采用卸荷电路、蓄电池以及超级电容的永磁直驱风电机组低电压穿越控制方法相比，该控制方法在实现故障过程中直流链电压稳定控制的同时，可实现发电系统向电网提供无功功率支撑，有效提高电网故障过程中发电系统以及所并电网的运行可靠性和稳定性，从而增强永磁直驱风力发电系统低电压穿越能力。与蓄电池储能、超级电容储能等方式相比，飞轮储能方式具有充放电速度快、充放电次数多、使用寿命长、功率密度高等优点，其非常适于用作需要短时功率平衡的风电系统使用。 

附图说明

图1为本发明控制框图。 

图2为电机侧变换器控制方式模块1的框图。 

图3为电网对称短路故障下电机侧变换器控制电压计算模块框图。 

图4为电网侧变换器控制方式模块1框图。 

图5为电网对称短路故障下电网侧变换器控制电压计算模块框图。 

图6为飞轮电机侧变换器控制方式模块1框图。 

图7为电网对称短路故障下飞轮电机侧变换器控制电压计算模块框图。 

图8为电网对称故障下采用本发明方法的直驱永磁同步风力发电机的定子电压、定子电流、定子d轴电流给定及反馈、定子q轴电流给定及反馈、电磁功率、电磁转矩、电机转速的运行效果图。 

图9为电网对称故障下采用本发明方法的飞轮电机定子d轴电流给定及反馈、定子q轴电流给定及反馈、电磁功率、电磁转矩、电机转速的运行效果图。 

图10为电网对称故障下采用本发明方法的电网侧变换器电网电压、电网电流、电网d轴电流给定及反馈、电网q轴电流给定及反馈、有功功率、无功功率、直流链电压的运行效果图。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方案作详细描述。 

如图1所示，一种电网对称短路故障时含飞轮储能单元的永磁直驱风电机组低电压穿越控制方法，它包括控制对象永磁同步发电机8、永磁同步电动机9，电机侧变换器12，电网侧变换器13和飞轮电机侧变换器11。用于永磁同步发电机三相定子电流检测的电流霍尔传感器14，用于三相电网电流检测的电流霍尔传感器15，用于永磁同步电动机三相定子电流检测的电流霍尔传感器16，用于检测永磁同步发电机转子位置的转子位置传感器17，用于检测永磁同步电动机转子位置的转子位置传感器18，以及控制永磁同步发电机的控制回路，控制永磁同步电动机的控制回路，控制电网侧变换器的控制回路。永磁同步发电机的控制回路包括电机侧变换器输出控制电压计算模块、空间矢量脉宽调制模块5，三相静止坐标轴系-两相旋转坐标轴系坐标变换模块2，电机侧变换器控制方式模块1，电机侧变换器控制方式模块2，其中电机侧变换器控制方式模块1表示功率-电流双闭环控制方式，电机侧变换器控制方式模块2表示电流环控制方式。永磁同步电动机的控制回路包括飞轮电机侧变换器输出控制电压计算模块、空间矢量脉宽调制模块7，三相静止坐标轴系-两相旋转坐标轴系坐标变换模块1，飞轮电机侧变换器控制方式模块1，飞轮电机侧变换器控制方式模块2，飞轮电机侧变换器控制方式模块1表示转速-电流双闭环控制方式，飞轮电机侧变换器控制方式模块2表示电流环控制方式。电网侧变换器的控制回路包括电网侧变换器输出控制电压计算模块、空间矢量脉宽调制模块6，三相静止坐标轴系-两相静止坐标轴系坐标变换模块3，三相静止坐标轴系-两相旋转坐标轴系坐标变换模块4，电网侧变换器控制方式模块1，电网侧变换器控制方式模块2，其中电网侧变换器控制方式模块1表示电压-电流双闭环控制方式，电网侧变换器控制方式模块2表示电流环控制方式。 

参照附图1～附图7，本发明电网对称短路故障时含飞轮储能单元的永磁直驱风力发电系统低电压穿越控制方法，本控制方法同时包含对电机侧变换器的控制、电网侧变换器的控制以及飞轮电机侧变换器的控制，通过对这三变换器的联合控制，即可增强永磁直驱风力发电系统低电压穿越能力。各变换器的控制步骤分别为： 

(A)、针对电机侧变换器的控制方法步骤 

(A1)、利用电流霍尔传感器14采集永磁同步发电机的两相定子电流信号i_sa，i_sb； 

(A2)、利用转子位置传感器17检测得到永磁同步发电机的转子位置θ_s1及转速ω_s1，并根据θ_s1及ω_s1计算得到永磁同步电机转子电角速度ω_s＝p_sω_s1及永磁同步电机转子电角度θ_s＝p_sθ_s1；其中：p_s为电机的极对数； 

(A3)、根据采集得到的永磁同步发电机定子电流信号i_sa，i_sb，利用等式i_sc＝-i_sa-i_sb计算 得C相定子电流信号i_sc。将三相定子电流信号i_sa，i_sb，i_sc经静止三相ABC坐标系到两相dq同步旋转坐标轴系的坐标变换模块2后，可得两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步发电机定子电流i_sd，i_sq，静止三相ABC坐标系到两相dq同步旋转坐标轴系的恒功率变换为： 

(A4)、当电网电压正常时，电机侧变换器采用电机侧变换器控制方式1，电机侧变换器控制方式1模块框图如附图2所示，永磁同步发电机d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{sd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{sq}}^{*}=[K_{p1}({\mathrm{\τ}}_{i1}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i1}s](P_s^{*}-P_s)\end{array}\right.---\left(1\right)$

式(1)中，K_p1和τ_i1分别为电机侧变换器功率环PI调节器的比例系数和积分时间常数，s为复变量， 

为发电机输出功率给定值，P_s为发电机输出功率。其中发电机输出功率P_s计算式为： 

P_s＝u_sdi_sd+u_sqi_sq

(A 5)、当电网发生对称短路故障时以及短路故障切除后到直流链电压恢复正常的一段时间内，电机侧变换器切换为电机侧变换器控制方式2，永磁同步发电机d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{sd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{sq}}^{*}=0\end{array}\right.---\left(2\right)$

(A6)、当直流链电压恢复为正常值时，电机侧变换器恢复为电机侧变换器控制方式1，其给定值如式(1)所示。 

(A7)、将步骤(A2)计算所得的永磁同步发电机转子电角速度ω_s，步骤(A3)计算所得两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步发电机定子电流i_sd，i_sq，步骤(A4)、(A5)、(A6)中计算所得的永磁同步发电机d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

代入电机侧变换器控制电压计算模块，可计算得永磁同步发电机定子控制电压u_sd、u_sq。电机侧变换器控制电压计算模块框图如附图3所示，电机侧变换器控制电压方程为： 

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{sd}}=[K_{p2}({\mathrm{\τ}}_{i2}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i2}s](i_{\mathrm{sd}}^{*}-i_{\mathrm{sd}})-{\mathrm{\ω}}_s{L}_s{i}_{\mathrm{sq}}\\ u_{\mathrm{sq}}=[K_{p2}({\mathrm{\τ}}_{i2}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i2}s](i_{\mathrm{sq}}^{*}-i_{\mathrm{sq}})+{\mathrm{\ω}}_s{L}_s{i}_{\mathrm{sd}}+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\Ψ}}_s\end{array}\right.---\left(3\right)$

式(3)中，K_p2和τ_i2分别为电机侧变换器控制电压PI调节器的比例系数和积分时间常数， ψ_s为永磁同步发电机转子永磁体磁链，s为复变量，L_s为永磁同步发电机定子电感。 

(A8)、将永磁同步发电机定子控制电压u_sd、u_sq经空间矢量脉宽调制模块5调制后即可获得控制电机侧变换器的开关信号。 

(B)、针对电网侧变换器的控制方法步骤 

(B1)、利用电流霍尔传感器15采集电网侧的两相电网电流信号i_ga，i_gb；利用电压传感器19采集电网侧的两相电网电压信号e_ga，e_gb； 

(B2)、根据采集得到的电网电压信号e_ga，e_gb，利用等式e_gc＝-e_ga-e_gb计算得C相电网电压信号e_gc。、将三相电网电压信号e_ga，e_gb，e_gc经静止三相ABC坐标系到两相αβ静止坐标轴系的坐标变换模块3后，可得两相静止αβ坐标轴系下电网电压幅值e_gd，电网电压角度θ_g，进一步对电网电压角度θ_g进行微分计算可得电网电压角频率ω_g。其中用于将三相电网电压信号e_ga，e_gb，e_gc投影至两相静止αβ坐标轴系的坐标变换公式为： 

$\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{g\α}}\\ e_{\mathrm{g\β}}\end{array}\right]=\sqrt{\frac{\text{2}}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{ga}}\\ e_{\mathrm{gb}}\\ e_{\mathrm{gc}}\end{array}\right]$

根据电网电压矢量在αβ坐标轴系下的投影e_gα，e_gβ可计算得两相静止αβ坐标轴系下电网电压幅值e_gd以及电网电压角度θ_g，该计算式为： 

$\left\{\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{gd}}=\sqrt{e_{\mathrm{g\α}}^2+e_{\mathrm{g\β}}^2}\\ {\mathrm{\θ}}_g=\arctan \frac{e_{\mathrm{g\β}}}{e_{\mathrm{g\α}}}\end{array}\right.$

(B3)、根据采集得到的电网电流信号i_ga，i_gb，利用等式i_gc＝-i_ga-i_gb计算得C相电网电流信号i_gc。将三相电网电流信号i_ga，i_gb，i_gc经静止三相ABC坐标系到两相dq同步旋转坐标轴系的坐标变换模块4后，可得两相同步旋转dq坐标轴系下的电网电流i_gd，i_gq。其中用于将三相电网电流信号i_ga，i_gb，i_gc投影至电网电压定向的两相同步旋转dq坐标轴系的坐标变换公式为： 

(B4)、当电网电压正常时，参照附图4，电网侧变换器采用电网侧变换器控制方式1，电网d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{gd}}^{*}=[K_{p3}({\mathrm{\τ}}_{i3}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i3}s](U_{\mathrm{dc}}^{*}-U_{\mathrm{dc}})\\ i_{\mathrm{gq}}^{*}=0\end{array}\right.---\left(4\right)$

式(4)中，K_p3和τ_i3分别为电网侧变换器电压环PI调节器的比例系数和积分时间常数。 

为电网侧变换器直流链电压给定值，U_dc为电网侧变换器直流链电压，s为复变量； 

(B5)、当电网发生对称短路故障时，电网侧变换器切换为电网侧变换器控制方式2，电网d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{gd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{gq}}^{*}=i_{\mathrm{gn}}\end{array}\right.---\left(5\right)$

式(5)中i_gn为电网侧变换器功率模块额定电流值。 

(B6)、当电网对称短路故障切除后，电网侧变换器恢复为电网侧变换器控制方式1，电网d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

由式(4)确定。 

(B7)、当电机侧变换器恢复为电机侧变换器控制方式1后(即功率-电流双闭环控制方式，即步骤A6完成后)，将前馈补偿量P_s/e_gd与电网侧变换器直流电压PI调节器的输出相加作为网侧变换器电流内环的d轴电流给定值 电网d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{gd}}^{*}=[K_{p3}({\mathrm{\τ}}_{i3}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i3}s](U_{\mathrm{dc}}^{*}-U_{\mathrm{dc}})+\frac{P_s}{e_{\mathrm{gd}}}\\ i_{\mathrm{gq}}^{*}=0\end{array}\right.---\left(6\right)$

(B8)、将步骤(B2)计算所得的d轴电网电压幅值e_gd，ω_g.。步骤(B3)计算所得两相同步旋转dq坐标轴系下的电网电流i_gd，i_gq，步骤(B4)、(B5)、(B6)、(B7)中计算所得的电网d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

代入电网侧变换器控制电压计算模块，参照附图5，可计算得电网侧变换器控制电压u_gd、u_gq。其中电网侧变换器控制电压方程为： 

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{gd}}=-[K_{p4}({\mathrm{\τ}}_{i4}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i4}s](i_{\mathrm{gd}}^{*}-i_{\mathrm{gd}})+{\mathrm{\ω}}_g{L}_g{i}_{\mathrm{gq}}+e_{\mathrm{gd}}\\ u_{\mathrm{gq}}=-[K_{p4}({\mathrm{\τ}}_{i4}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i4}s](i_{\mathrm{gq}}^{*}-i_{\mathrm{gq}})-{\mathrm{\ω}}_g{L}_g{i}_{\mathrm{gd}}\end{array}\right.---\left(7\right)$

式(7)中，K_p4和τ_i4分别为电网侧变换器控制电压PI调节器的比例系数和积分时间常数，s为复变量，L_g为进线电抗器电感。 

(B9)、将电网侧变换器控制电压u_gd、u_gq经空间矢量脉宽调制模块4调制后即可获得控制电网侧变换器的开关信号。 

(C)、针对飞轮电机侧变换器的控制方法步骤 

(C1)、利用电流霍尔传感器16采集永磁同步电动机的两相定子电流信号i_fa，i_fb； 

(C2)、利用转子位置传感器18检测得到永磁同步电动机的转子位置θ_f1及转速ω_f1，并根据θ_f1及ω_f1计算得到永磁同步电机转子电角速度ω_f＝p_fω_f1及永磁同步电机转子电角度θ_f＝p_fθ_f1；其中：p_f为电机的极对数； 

(C3)、根据采集得到的永磁同步发电机定子电流信号i_fa，i_fb，利用等式i_fc＝-i_fa-i_fb计算得C相定子电流信号i_fc。将三相定子电流信号i_fa，i_fb，i_fc经静止三相ABC坐标系到两相dq同步旋转坐标轴系的坐标变换器模块1后，可得两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步电动机定子电流i_fd，i_fq。其中用于将永磁同步电动机三相定子电流信号i_fa，i_fb，i_fc投影至永磁同步电动机转子磁场定向的两相同步旋转dq坐标轴系的坐标变换公式为： 

(C4)、当电网电压正常时，参照附图6所示，飞轮电机侧变换器采用飞轮电机侧变换器控制方式1，其中永磁同步电动机d轴电流给定 以及q轴电流给定 

为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{fd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{fq}}^{*}=[K_{p5}({\mathrm{\τ}}_{i5}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i5}s]({\mathrm{\ω}}_f^{*}-{\mathrm{\ω}}_f)\end{array}\right.---\left(8\right)$

式(8)中，K_p5和τ_i5分别为飞轮电机侧变换器转速环PI调节器的比例系数和积分时间常数， 

转速环给定值，s为复变量。 

(C5)、当电网发生对称短路故障时，飞轮电机侧变换器采切换为飞轮电机侧变换器控制方式2，永磁同步电动机d轴电流给定 

以及q轴电流给定 为： 

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{fd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{fq}}^{*}=\frac{P_s}{p_f{\mathrm{\ω}}_f{\mathrm{\ψ}}_f}\end{array}\right.---\left(9\right)$

式(9)中ψ_f为飞轮电机转子永磁体磁链，p_f为飞轮电机极对数。 

(C6)、电网对称短路故障切除后，飞轮电机侧变换器恢复为飞轮电机侧变换器控制方式1，其给定值如式(8)所示。 

(C7)、将步骤(C2)计算所得的永磁同步电动机转子电角速度ω_f，步骤(C3)计算所得两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步发电机定子电流i_fd，i_fq，步骤(C4)、(C5)、(C6)中计算所得的永磁同步电动机d轴电流给定 

以及q轴电流给定 

代入飞轮电机侧变换器控制电压计算模块，参照附图7，可计算得永磁同步电动机定子控制电压u_fd、u_fq。飞轮电机侧变换器控制电压方程为： 

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{fd}}=[K_{p6}({\mathrm{\τ}}_{i6}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i6}s](i_{\mathrm{fd}}^{*}-i_{\mathrm{fd}})-{\mathrm{\ω}}_f{L}_f{i}_{\mathrm{fq}}\\ u_{\mathrm{fq}}=[K_{p6}({\mathrm{\τ}}_{i6}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i6}s](i_{\mathrm{fq}}^{*}-i_{\mathrm{fq}})+{\mathrm{\ω}}_f{L}_f{i}_{\mathrm{fd}}+{\mathrm{\ω}}_f{\mathrm{\Ψ}}_f\end{array}\right.---\left(10\right)$

式(10)中，K_p6和τ_i6分别为飞轮电机侧变换器控制电压PI调节器的比例系数和积分时间常数，s为复变量，L_f为飞轮电机定子电感。 

(C8)、将永磁同步电动机定子控制电压u_fd、u_fq经空间矢量脉宽调制模块7调制后即可获得控制飞轮电机侧变换器的开关信号。 

本发明效果说明： 

(1)、针对电网对称短路故障对永磁直驱风电系统的不利影响，本方法能够有效保护发电系统全功率变流器，实现永磁直驱风电系统低电压穿越运行。如附图8所示，电网发生对称短路故障后，电机侧变换器采用电流环控制方式将发电机转矩电流i_sq控制到0，i_sq电流环动态调节时间约为10ms左右。经电机侧变换器输入直流侧电容以及电网侧变换器的有功功率将迅速减小至0。电网故障切除后，在2.2s-2.4s内仍将i_sq控制为0。同时由图9可知，当电网对称短路故障发生后，飞轮电机侧变换器经过15ms左右将转矩电流分量i_fq控制为其给定值。故障切除后，飞轮电机转速为1525rad/s，较故障前转速仅上升0.3％。 

(2)、本方法在电网对称短路故障下能够控制电网侧变换器向电网提供一定的无功功率支撑，有效提高电网运行的稳定性以及可靠性。如图10所示。当电网对称短路故障发生后，电网侧变换器切换为电流环控制方式，将网侧三相电流幅值控制为1190A左右。此时网侧变换器有功输出下降0，无功输出增加为105kVar，发电系统故障穿越过程中直流链电压最大值为1288V，较正常值仅上升7.3％。 

(3)、本发明提供的控制方法通过协调控制电机侧变换器，电网侧变换器以及飞轮电机侧变换器以增强含飞轮储能系统的永磁直驱风电机组低电压穿越运行能力。与现有控制方法相比，该控制方法可保证电网对称短路故障过程中直流链电压的稳定，同时能够向电网提供最大限度的暂态无功支撑，在很大程度上提高了电网对称故障下永磁直驱风电系统及其所并电网的运行稳定性及可靠性。 

Claims (2)

1.一种电网对称短路故障时含飞轮储能单元的永磁直驱风力发电系统低电压穿越控制方法，其特征在于，本控制方法同时包含对电机侧变换器的控制、电网侧变换器的控制以及飞轮电机侧变换器的控制，各变换器的控制分别为：

(A)、电机侧变换器的控制步骤为：

(A1)、首先采集永磁同步发电机的定子电流信号：利用电流霍尔传感器采集永磁同步发电机的两相定子电流信号i_sa，i_sb；

(A2)、检测永磁同步发电机的转子位置信号，计算其电角速度和电角度：利用转子位置传感器检测得到永磁同步发电机的转子位置θ_s1及转速ω_s1，并根据θ_s1及ω_s1计算得到永磁同步发电机转子电角速度ω_s＝p_sω_s1及永磁同步发电机转子电角度θ_s＝p_sθ_s1；其中：p_s为电机的极对数；

(A3)、根据采集得到的永磁同步发电机定子电流信号i_sa，i_sb，利用等式i_sc＝-i_sa-i_sb计算得到C相定子电流信号i_sc；利用坐标变换公式将三相定子电流信号i_sa，i_sb，i_sc投影至根据永磁同步发电机转子磁场方向定向的两相同步旋转dq坐标轴系，可得到两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步发电机定子电流i_sd，i_sq；

(A4)、当电网电压正常时，电机侧变换器采用功率-电流双闭环控制方式，永磁同步发电机d轴电流给定以及q轴电流给定

为：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{sd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{sq}}^{*}=[K_{p1}({\mathrm{\τ}}_{i1}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i1}s](P_s^{*}-P_s)\end{array}\right.---\left(1\right)$

式(1)中，K_p1和τ_i1分别为电机侧变换器功率环PI调节器的比例系数和积分时间常数，

为永磁同步发电机输出功率给定值，P_s为永磁同步发电机输出功率，s为复变量；

(A5)、当电网发生对称短路故障以及对称短路故障切除后到直流链电压恢复正常的一段时间内，电机侧变换器切换为电流环控制方式，永磁同步发电机d轴电流给定

以及q轴电流给定

为：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{sd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{sq}}^{*}=0\end{array}\right.---\left(2\right)$

(A6)、当直流链电压恢复为正常值时，电机侧变换器恢复为功率-电流双闭环控制方式，其给定值如式(1)所示；

(A7)、将步骤(A2)计算所得的永磁同步发电机转子电角速度ω_s，步骤(A3)计算所得两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步发电机定子电流i_sd，i_sq，步骤(A4)、(A5)、(A6)中计算所得的永磁同步发电机d轴电流给定

以及q轴电流给定代入电机侧变换器控制电压方程，可计算得永磁同步发电机定子控制电压u_sd、u_sq；电机侧变换器控制电压方程为：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{sd}}=[K_{p2}({\mathrm{\τ}}_{i2}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i2}s](i_{\mathrm{sd}}^{*}-i_{\mathrm{sd}})-{\mathrm{\ω}}_s{L}_s{i}_{\mathrm{sq}}\\ u_{\mathrm{sq}}=[K_{p2}({\mathrm{\τ}}_{i2}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i2}s](i_{\mathrm{sq}}^{*}-i_{\mathrm{sq}})+{\mathrm{\ω}}_s{L}_s{i}_{\mathrm{sd}}+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\Ψ}}_s\end{array}\right.---\left(3\right)$

式(3)中，K_p2和τ_i2分别为电机侧变换器控制电压PI调节器的比例系数和积分时间常数，ψ_s为永磁同步发电机转子永磁体磁链，s为复变量，L_s为永磁同步发电机定子电感；

(A8)、将永磁同步发电机定子控制电压u_sd、u_sq经空间矢量脉宽调制模块调制后即可获得控制电机侧变换器的开关信号；

(B)、电网侧变换器的控制步骤为：

(B1)、首先采集电网电流信号和电压信号：利用电流霍尔传感器采集电网侧的两相电网电流信号i_ga，i_gb；利用电压传感器采集电网侧的两相电网电压信号e_ga，e_gb；

(B2)、根据采集得到的电网电压信号e_ga，e_gb，利用等式e_gc＝-e_ga-e_gb计算得C相电网电压信号e_gc；利用坐标变换公式将三相电网电压信号e_ga，e_gb，e_gc投影至两相静止αβ坐标轴系，可得两相同步旋转αβ坐标轴系下的电网电压幅值e_gd和电网电压角度θ_g，进一步对电网电压角度θ_g进行微分计算可得电网电压角频率ω_g；

(B3)、根据采集得到的电网电流信号i_ga，i_gb，利用等式i_gc＝-i_ga-i_gb计算得C相电网电流信号i_gc；利用坐标变换公式将三相电网电流信号i_ga，i_gb，i_gc投影至根据电网电压定向的两相同步旋转dq坐标轴系，可得两相同步旋转dq坐标轴系下的电网电流i_gd，i_gq；

(B4)、当电网电压正常时，电网侧变换器采用电压-电流双闭环控制方式，电网d轴电流给定以及q轴电流给定

为：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{gd}}^{*}=[K_{p3}({\mathrm{\τ}}_{i3}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i3}s](U_{\mathrm{dc}}^{*}-U_{\mathrm{dc}})\\ i_{\mathrm{gq}}^{*}=0\end{array}\right.---\left(4\right)$

式(4)中，K_p3和τ_i3分别为电网侧变换器电压环PI调节器的比例系数和积分时间常数；

为电网侧变换器直流链电压给定值，U_dc为电网侧变换器直流链电压，s为复变量；

(B5)、当电网发生对称短路故障时，电网侧变换器切换为电流环控制方式，电网d轴电流给定

以及q轴电流给定

为：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{gd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{gq}}^{*}=i_{\mathrm{gn}}\end{array}\right.---\left(5\right)$

式(5)中i_gn为电网侧变换器功率模块额定电流值；

(B6)、当电网对称短路故障切除后，电网侧变换器恢复为电压-电流双闭环控制方式，电网d轴电流给定

以及q轴电流给定

由式(4)确定；

(B7)、当电机侧变换器恢复为功率-电流双闭环控制方式后，将前馈补偿量P_s/e_gd与电网侧变换器直流电压PI调节器的输出相加作为电网侧变换器电流内环的d轴电流给定值

电网d轴电流给定

以及q轴电流给定

为：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{gd}}^{*}=[K_{p3}({\mathrm{\τ}}_{i3}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i3}s](U_{\mathrm{dc}}^{*}-U_{\mathrm{dc}})+\frac{P_s}{e_{\mathrm{gd}}}\\ i_{\mathrm{gq}}^{*}=0\end{array}\right.---\left(6\right)$

(B8)、将步骤(B2)计算所得的d轴电网电压幅值e_gd，ω_g，步骤(B3)计算所得两相同步旋转dq坐标轴系下的电网电流i_gd，i_gq，步骤(B4)、(B5)、(B6)、(B7)中计算所得的电网d轴电流给定

以及q轴电流给定

代入电网侧变换器控制电压方程，可计算得电网侧变换器控制电压u_gd、u_gq；电网侧变换器控制电压方程为：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{gd}}=-[K_{p4}({\mathrm{\τ}}_{i4}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i4}s](i_{\mathrm{gd}}^{*}-i_{\mathrm{gd}})+{\mathrm{\ω}}_g{L}_g{i}_{\mathrm{gq}}+e_{\mathrm{gd}}\\ u_{\mathrm{gq}}=-[K_{p4}({\mathrm{\τ}}_{i4}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i4}s](i_{\mathrm{gq}}^{*}-i_{\mathrm{gq}})-{\mathrm{\ω}}_g{L}_g{i}_{\mathrm{gd}}\end{array}\right.---\left(7\right)$

式(7)中，K_p4和τ_i4分别为电网侧变换器控制电压PI调节器的比例系数和积分时间常数，s为复变量，L_g为网侧进线电抗器电感；

(B9)、将电网侧变换器控制电压u_gd、u_gq经空间矢量脉宽调制模块调制后即可获得控制电网侧变换器的开关信号；

(C)、飞轮电机侧变换器的控制步骤为：

(C1)、首先采集永磁同步电动机的定子电流信号：利用电流霍尔传感器采集永磁同步电动机的两相定子电流信号i_fa，i_fb；

(C2)、检测永磁同步电动机的转子位置信号，计算其电角速度和电角度：利用转子位置传感器检测得到永磁同步电动机的转子位置θ_f1及转速ω_f1，并根据θ_f1及ω_f1计算得到永磁同步电动机转子电角速度ω_f＝p_fω_f1及永磁同步电动机转子电角度θ_f＝p_fθ_f1；其中：p_f为电机的极对数；

(C3)、根据采集得到的永磁同步电动机定子电流信号i_fa，i_fb，利用等式i_fc＝-i_fa-i_fb计算得C相定子电流信号i_fc；利用坐标变换公式将三相定子电流信号i_fa，i_fb，i_fc投影至根据永磁同步电动机转子磁场方向定向的两相同步旋转dq坐标轴系，可得两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步电动机定子电流i_fd，i_fq；

(C4)、当电网电压正常时，飞轮电机侧变换器采用转速-电流双闭环控制方式，永磁同步电动机d轴电流给定

以及q轴电流给定

为：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{fd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{fq}}^{*}=[K_{p5}({\mathrm{\τ}}_{i5}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i5}s]({\mathrm{\ω}}_f^{*}-{\mathrm{\ω}}_f)\end{array}\right.---\left(8\right)$

式(8)中，K_p5和τ_i5分别为飞轮电机侧变换器转速环PI调节器的比例系数和积分时间常数，

为转速环给定值，s为复变量；

(C5)、当电网发生对称短路故障时，飞轮电机侧变换器切换为电流环控制方式，永磁同步电动机d轴电流给定

以及q轴电流给定

为：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{fd}}^{*}=0\\ i_{\mathrm{fq}}^{*}=\frac{P_s}{p_f{\mathrm{\ω}}_f{\mathrm{\ψ}}_f}\end{array}\right.---\left(9\right)$

式(9)中ψ_f为飞轮电机转子永磁体磁链；

(C6)、电网对称短路故障切除后，飞轮电机侧变换器恢复为转速-电流双闭环控制方式，其给定值由式(8)确定；

(C7)、将步骤(C2)计算所得的永磁同步电动机转子电角速度ω_f，步骤(C3)计算所得两相同步旋转dq坐标轴系下的永磁同步电动机定子电流i_fd，i_fq，步骤(C4)、(C5)、(C6)中计算所得的永磁同步电动机d轴电流给定以及q轴电流给定

代入飞轮电机侧变换器控制电压方程，可计算得永磁同步电动机定子控制电压u_fd、u_fq；飞轮电机侧变换器控制电压方程为：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{fd}}=[K_{p6}({\mathrm{\τ}}_{i6}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i6}s](i_{\mathrm{fd}}^{*}-i_{\mathrm{fd}})-{\mathrm{\ω}}_f{L}_f{i}_{\mathrm{fq}}\\ u_{\mathrm{fq}}=[K_{p6}({\mathrm{\τ}}_{i6}s+1)/{\mathrm{\τ}}_{i6}s](i_{\mathrm{fq}}^{*}-i_{\mathrm{fq}})+{\mathrm{\ω}}_f{L}_f{i}_{\mathrm{fd}}+{\mathrm{\ω}}_f{\mathrm{\Ψ}}_f\end{array}\right.---\left(10\right)$

式(10)中，K_p6和τ_i6分别为飞轮电机侧变换器控制电压PI调节器的比例系数和积分时间常数，s为复变量，L_f为飞轮电机定子电感；

(C8)、将永磁同步电动机定子控制电压u_fd、u_fq经空间矢量脉宽调制模块调制后即可获得控制飞轮电机侧变换器的开关信号。

2.根据权利要求1所述的永磁直驱风力发电系统低电压穿越控制方法，其特征在于：步骤(B6)完成即为步骤(A6)所述的直流链电压恢复为正常值。

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