CN107196335B - 一种双馈风机系统以及抑制电网电压快速波动的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双馈风机系统以及抑制电网电压快速波动的方法。通过检测双馈风机锁相环的信号，将所得到的检测信号进行信号处理后分别得到转子侧与网侧变流器的电流环辅助控制信号，从而在电网电压快速波动的情况下，锁相环检测到电网电压的波动，分别通过转子侧变流器与网侧变流器反馈回路，反馈给转子侧变流器与网侧变流器的电流环控制回路，控制风力发电机内电势快速增大，使得双馈风机可以响应电网电压的快速波动，并为电网电压稳定提供支撑。该方法对于抑制电网电压的快速波动特别有效，这为大规模风力发电基地风力资源不确定性和波动性，以及电网电压受到扰动时导致的电网电压快速波动的情形提供了可实现的、有效的解决方案。

Description

一种双馈风机系统以及抑制电网电压快速波动的方法
技术领域
本发明属于新能源发电领域，更具体地，涉及一种双馈风机系统以及抑制电网电压快速波动的方法。
背景技术
随着风力发电在电力系统中的渗透率逐年提高，特别在我国东北、西北地区，风力发电已经逐步成为电力系统的主力电源之一。新能源因其清洁、安全、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。我国的风力发电尽管起步较晚，但发展迅猛。但是随着电网中风电装机容量的日益扩大，接入电网的电压等级不断提髙，风机对电力系统稳定性的影响愈发突出。由于风电的随机波动性以及现有风电控制方式的弱抗扰性，大规模风电通过远距离集中接入给电力系统安全稳定运行带来了严峻挑战。同时，风机的电压敏感性及低电压自动脱网特性，使风电接入系统后的电压稳定问题面临着新的挑战和新的研究内容。
对于大规模远距离风力发电并网的电力系统，风力发电机的动态特性已经逐渐成为决定系统动态行为的核心因素，而控制器是决定风力发电机动态特性的核心因素。随着越来越多的风电机组并网运行，风力发电对电网电能质量的影响引起了广泛关注。风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的，可能影响电网的电能质量，如电压偏差、电压波动和闪变、谐波等，甚至可能导致电网电压崩溃问题。2011年，中国发生了多起由电压问题引发的大规模的风电机组连锁跳闸脱网事故，使得系统损失了大量出力，导致电网频率明显偏低，严重影响了风电场和电网的安全运行。目前，系统电压稳定性已成为限制风电场装机容量的主要因素之一，需要对其进行研究并加以控制。
双馈异步风力发电机因励磁变频器容量小、高性价比、适合变速恒频发电等优势，成为风电机组运行最广泛的机组之一。双馈异步发电机的转子侧通过背靠背PWM双向变流器与电网相连，即通过三相电源提供给发电机励磁电流。DFIG并网运行主要有以下几个特点：(1)发电机接近同步转速时，由变流器控制完成电压匹配、频率和相位匹配，能快速并网，对电网冲击较小；(2)风力发电机的转速可在一定范围内根据风速和负荷变化调整，保持最大输出电能；(3)DFIG的励磁电流是可控的，通过调节励磁电流的频率，可保证风力发电机发出恒定工频的电力；改变励磁电流，可调节风电机组输出的有功功率和无功功率。是在高风电渗透率情况下，DFIG的风电场将吸收大量的无功功率，在薄弱的网架结构和不完善的控制机制等因素的作用下，DFIG风电场的暂态问题尤为突出。
综上所述，在中国风电发展的形势来看，要求双馈风电机组能够在，电网电压快速波动的情况下不脱网运行，并且能够对波动的电压起抑制作用，帮助系统电压恢复稳定。在中国现有的风能资源和负荷分布的情况下，大规模风电并网经远距离传输是发展趋势，风电渗透率的增加、风电机组出力波动不确定性以及电网故障有可能会带来电网电压的快速波动，从而影响电网稳定以及其他设备的正常运行。
发明内容
针对现有风力发电技术自身存在的电压波动，以及风电比例增高情况下需要抑制系统电压的快速波动问题，本发明提供一种双馈风机系统以及抑制电网电压快速波动的方法，旨在解决现有大规模风力发电并网情况下，电力系统出现的电压快速波动的问题。
本发明提供了一种双馈风机系统，包括：发电机、转子侧变流器、网侧变流器、网侧电感Lg、电容C、锁相环和信号处理器；所述锁相环的输入端用于连接至电网，所述锁相环用于采集电网电压信号，并将所述电网电压信号进行转换后输出电网幅值变化量的d轴分量
Figure GDA0002290618650000035
和电网电压相θp；所述信号处理器的输入端连接至所述锁相环的输出端，所述信号处理器用于根据所述电网幅值变化量的d轴分量
Figure GDA0002290618650000031
和电网电压相θp输出转子侧电流环辅助控制信号irqcon和网侧变流器的电流环辅助控制信号igqcon；所述网侧电感Lg的一端用于连接至电网，所述网侧电感Lg的另一端连接至所述网侧变流器的输入端；所述网侧变流器的控制端连接至所述信号处理器的输出端，所述转子侧变流器的输入端连接至所述网侧变流器的输出端，所述转子侧变流器的控制端连接至所述信号处理器的输出端，所述转子侧变流器的输出端连接至所述发电机的电流控制端；所述电容C的一端连接在所述网侧变流器与所述转子侧变流器的连接端，所述电容C的另一端接地；当电网电压发生快速波动时，根据转子侧变流器的电流环控制器的辅助控制信号改变电流控制指令ir，从而改变转子侧变换器输出的转子电压的指令值，从而改变同步发电机的气隙磁场，进而使定子输出电压发生改变，抑制电网电压的快速波动；或者根据网侧变流器的电流环控制器的辅助控制信号改变电流控制指令，从而改变网侧变流器输出电压的指令值，抑制电网电压的快速波动。
更进一步地，所述锁相环包括：Park变换器、PI控制器和积分器；Park变换器的电压输入端用于接收电网电压信号VA、VB、VC，Park变换器的反馈输入端连接至所述积分器的输出端，所述Park变换器用于对电网三相电压进行两相旋转坐标系变换后由第二输出端输出电网相位变化量的q轴分量
Figure GDA0002290618650000032
和由第一输出端输出电网幅值变化量的d轴分量
Figure GDA0002290618650000033
所述PI控制器的输入端连接至所述Park变换器的第二输出端，所述PI控制器用于对所述q轴分量
Figure GDA0002290618650000034
进行PI处理后获得ωp；所述积分器的输入端连接至所述PI控制器的输出端；所述积分器用于对所述ωp进行积分处理后获得电网电压相θp。
更进一步地，信号处理器包括：依次连接的高通滤波器，第一误差放大器和第一相位补偿器，其输入端连接至所述高通滤波器的输出端的第二误差放大器，以及输入端连接至所述第二误差放大器的输出端的第二相位补偿器；所述高通滤波器的输入端用于接收d轴分量
Figure GDA0002290618650000041
所述第一相位补偿器的输出端用于输出转子侧电流环辅助控制信号irqcon；所述第二相位补偿器的输出端用于输出网侧变流器的电流环辅助控制信号igqcon。
更进一步地，转子侧变流器包括：依次连接的第一加法器，第一PI调节器，第一矢量调制器SVM以及第一开关电路；所述第一加法器的第一输入端用于接收转子侧电流参考指令值irqref，第二输入端用于接收电流辅助控制信号irqcon，第三输入端用于接收转子电流的q轴分量irq，所述第一开关电路的输出端输出用于控制发电机的电流控制指令ir；当电网正常运行时，电流辅助控制信号irqcon为零，irqref与irq经过相加后得到电流误差值，电流误差值依次经过PI调节和矢量调制后获得用于控制所述第一开关电路的开关序列的转子电压控制信号；当电网电压发生快速波动时，irqcon不为零，检测到电网的电压快速波动成分通过第一加法器作用于电流环控制支路上，通过改变电流控制指令ir，从而改变转子侧变换器输出的转子电压的指令值，从而改变同步发电机的气隙磁场，进而使定子输出电压发生改变，抑制电网电压的快速波动。
更进一步地，网侧变流器包括：依次连接的第二加法器，第二PI调节器，第二矢量调制器SVM以及第二开关电路；所述第二加法器的第一输入端用于接收网侧电流参考指令值igqref，第二输入端用于接收网侧变流器电流辅助控制信号igqcon，第三输入端用于接收转子电流的q轴分量igq；所述第二开关电路的输出端通过所述网侧电感Lg连接至三相电网；当电网正常运行时，igqcon信号为零，irqref与igq经过加法处理后得到电流误差值，电流误差值依次经过PI调节和矢量调制后得到用于控制所述第二开关电路的开关序列的网侧变流器电压控制信号；当电网电压发生快速波动时，igqcon信号不为零，检测到电网的电压快速波动成分通过第二加法器作用于电流环控制支路上，通过改变电流控制指令，从而改变网侧变流器输出电压的指令值，抑制电网电压的快速波动。
本发明还提供了一种基于上述的双馈风机系统来抑制电网电压快速波动的方法，包括下述步骤：
(1)对采集的电网电压信号进行处理后获得代表电网电压幅值的d轴分量
Figure GDA0002290618650000052
(2)将电网电压幅值的d轴分量
Figure GDA0002290618650000053
进行高通滤波处理后得到电网电压幅值的高频分量，再进行两路误差放大与相位补偿处理，得到转子侧变流器的电流环控制器的辅助控制信号以及网侧变流器的电流环控制器的辅助控制信号；
(3)当电网电压发生快速波动时，根据转子侧变流器的电流环控制器的辅助控制信号改变电流控制指令ir，从而改变转子侧变换器输出的转子电压的指令值，从而改变同步发电机的气隙磁场，进而使定子输出电压发生改变，抑制电网电压的快速波动；
或者根据网侧变流器的电流环控制器的辅助控制信号改变电流控制指令，从而改变网侧变流器输出电压的指令值，抑制电网电压的快速波动。
更进一步地，在步骤(1)中，对电网电压信号进行两相旋转坐标系变换后获得电网电压幅值的d轴分量
Figure GDA0002290618650000051
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于在大规模风力发电并网的情况下，风力发电机出现电压快速波动时，目前大部分电力设备对于电网电压快速波动的抑制响应速度都不够快，比如电容器的投切等等，而直接通过双馈风力发电机锁相环信号处理并反馈控制电网电压，从控制响应速度上来说比现有的STATCOM设备控制速度更快，在电源侧实现抑制电网电压的快速波动，能够有效抑制电网电压的快速波动，并且不需要在电网中加装额外的电力设备，相对于在电网中加装其余的设备如STATCOM等无功补偿器，从经济性角度上能够节约电网投资成本。
附图说明
图1是基于双馈风力发电机的抑制电网电压快速波动的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的锁相环控制框图；
图3是本发明实例提供的转子侧变流器电流环控制器和网侧变流器电流环控制器的辅助控制信号的一种信号处理结构示意图；
图4是转子侧变流器电流环控制器辅助控制信号控制转子侧变流器输出电压的结构示意图；
图5是网侧变流器电流环控制器的辅助控制信号控制网侧变流器输出电压的结构框示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种双馈风机系统以及抑制电网电压快速波动的方法，通过锁相环的信号检测并进行一系列信号处理，从而提供辅助控制信号给转子侧与网侧变流器的电流环控制构成反馈回路控制双馈风机的响应电网电压的快速波动。与双馈风力发电机控制一般采用最大功率跟踪引起的电压快速波动，从技术和经济性考虑，本发明采用的是通过双馈风力发电机现有的控制，利用锁相环检测的辅助信号与转子侧变流器、网侧变流器的电流环控制构成闭环控制系统，从而抑制电压的快速波动。
本发明的关键核心内容是实现锁相环检测信号形成辅助控制信号，辅助控制双馈风机转子侧变流器电流环控制转子电压幅值进而控制端电压。基本原理是：检测电网电压信号VA，VB，VC，将其在锁相环坐标系下进行Park变换，得到q轴分量
Figure GDA0002290618650000071
和d轴分量
Figure GDA0002290618650000072
所述的由锁相环得到的信号为代表了电网电压的幅值波动情况，将其通过高通滤波器，并经过误差放大器和相位补偿器后得到转子侧变流器的电流环控制器辅助控制信号，从而作用于转子侧输出的电压，进而控制定子输出到电网电压。因此当电网电压出现快速波动的情况下，锁相环通过检测电网电压波动信号，反馈回给转子侧变流器电流环控制器控制，抑制电网电压的波动。
本发明的关键核心内容是实现锁相环检测信号形成辅助控制信号，辅助控制双馈风机网侧变流器电流环控制端电压幅值。由前所述由锁相环得到的信号为代表了电网电压的幅值波动情况，将其通过高通滤波器，并经过误差放大器和相位补偿器后得到网侧变流器的电流环控制器辅助控制信号，从而作用于网侧变流器输出的电压。因此当电网电压出现快速波动的情况下，锁相环通过检测电网电压波动信号，反馈回给网侧变流器电流环控制器控制网侧变流器端电压，从而抑制电网电压的波动。
为了更进一步的说明本发明实施例提供的基于双馈风机的抑制电网电压快速波动的方法及系统，现结合附图详述如下：
如图1所示，一种双馈风机系统以及抑制电网电压快速波动的方法，其系统包括：发电机、转子侧变流器、网侧变流器、网侧电感Lg、电容C、锁相环和信号处理器。发电机将风力资源转化为电力传输到电网中，转子侧变流器控制发电机的转子励磁电压，并与网侧变流器构成背靠背、通过直流环节连接的两电平PWM变换器，实现变速恒频运行，网侧电感Lg起到滤波作用，锁相环通过采集电网电压的幅值与相位提供给转子侧变流器与网侧变流器的控制器，控制双馈风力发电机跟踪电网的相位并输出所需功率，而信号处理器为本发明方法的核心，将锁相环采集的信号经过处理，可实现对电网电压变化高频分量的提取，进而提供网侧变流器与转子侧变流器的电流环控制器的辅助控制信号，从而可通过对网侧变流器与转子侧变流器的辅助控制信号控制双馈风力发电机的输出电压响应并抑制电网电压的快速波动。
如图2所示，锁相环包括：Park变换器11、PI控制器12和积分器13。实现定子电压定向。其输入为三相相电压，输出为所跟踪的定子端电压矢量的相位与电网电压的幅值。静止三相坐标系与旋转dq坐标系之间的变换关系如式(1)所示。其中θp为锁相环旋转dq坐标系的相位。
Figure GDA0002290618650000081
假设三相相电压分别为
Figure GDA0002290618650000082
则通过式(2)可以得到旋转dq坐标系下的分量分别为
Figure GDA0002290618650000083
当θp＝ωt+γ时，显然有Vsq＝0。则此时θp就等于端电压矢量的相位，而相应的
Figure GDA0002290618650000084
则代表了电压幅值。于是，利用这个原理构造得到的锁相环。因此如图2所示，
Figure GDA0002290618650000085
信号以跟踪电网相位为目标，通过PI控制器与积分器可得到电压的相位，并反馈给Park变换器11，从而实现电网相位的跟踪。
Figure GDA0002290618650000086
为信号处理器所需要提取的信号，通过信号处理器得到电网电压相应的高频成分的分量用于转子侧变流器与网侧变流器的电流环辅助控制。
本发明旨在解决现有双馈风力发电机控制技术由于大规模风力发电并网情况下，因风电资源的随机-不确定性波动而导致电网电压受扰快速波动的问题。本发明提出的基于双馈风机的抑制电网电压快速波动的方法最终目标是要通过锁相环检测电网电压的快速波动信号，作为双馈风力发电机转子侧与网侧变流器的辅助控制信号，从而控制转子侧与网侧变流器的输出电压抑制电网电压的快速波动，为大规模风力发电并网的电力系统电压稳定提供一种可行的解决方案。
系统结构如图1所示，主要由双馈风力发电机锁相环和检测信号的信号处理器构成生成转子侧与网侧变流器电流环控制器的辅助控制信号，分别控制转子侧与网侧变流器的输出电压。锁相环1通过检测电网电压得到
Figure GDA0002290618650000091
代表电网电压的波动，经过信号处理器2分别得到转子侧与网侧变流器的辅助控制信号irqcon/igqcon控制转子侧与网侧变流器的输出电压。
图2所示为双馈风力发电机典型的锁相环控制器，其检测电网三相电压VA、VB、VC后，将其在锁相环坐标系下通过进行Park变换，得到q轴分量
Figure GDA0002290618650000092
和d轴分量
Figure GDA0002290618650000093
q轴分量
Figure GDA0002290618650000094
代表了相位的波动量，而d轴分量
Figure GDA0002290618650000095
代表了幅值的波动。锁相环结构包括park变换器11，PI控制器12和积分器13，其中Park变换器11用于将电网三相正弦波向量两相旋转坐标系变换后输出代表电网相位变化量的q轴分量
Figure GDA0002290618650000096
和代表电网幅值变化量的d轴分量
Figure GDA0002290618650000097
电压q轴分量通过PI控制器12得到ωp，ωp表示锁相环测到的电网电压的频率，再通过积分器13得到电网电压相θp。
图3所示为信号处理器2的具体结构，包含了高通滤波器21，第一误差放大器22、第二误差放大器24、第一相位补偿器23和第二相位补偿器25。将锁相环1中所得到的信号
Figure GDA0002290618650000098
通过高通滤波器21后得到电网电压快速波动的分量，为了使双馈风力发电机的转子侧和网侧变流器分别响应电网电压的快速波动的分量，因此需要设置的两个误差放大器和两个相位补偿器的参数均不一样，从而使电网电压的快速波动分量通过两路误差放大器和相位补偿器后，分别得到转子侧和网侧变流器的电流环辅助控制信号irqcon和igqcon。
图4所示为转子侧变流器3，其中包括加法器31，PI调节器32，矢量调制器SVM33以及开关电路34。信号irqcon为信号处理器2输出的电流辅助控制信号，irqref为电流参考指令值，irq为转子电流的q轴分量。当电网正常运行时，由锁相环检测得到的电压信号
Figure GDA0002290618650000101
经过高通滤波器21时为零，所以irqcon信号为零，此时电流环控制器相当于典型的电流环控制器，irqref与irq经过加法器31得到电流误差值，经过PI调节器32和矢量调制器SVM33得到转子电压控制信号控制开关电路34的开关序列；当电网电压发生快速波动的情况下，irqcon检测到电网的电压快速波动成分，从而通过加法器31作用于电流环控制支路上，通过改变电流控制指令，从而改变转子侧变换器输出的转子电压的指令值，从而改变同步发电机的气隙磁场，进而使定子输出电压发生改变，抑制电网电压的快速波动。
图5所示为网侧变流器4，其中包括加法器41，PI调节器42，矢量调制器SVM43，以及开关电路44。信号igqcon为信号处理器2输出的网侧变流器电流辅助控制信号，igqref为电流参考指令值，igq为转子电流的q轴分量。当电网正常运行时，由锁相环检测得到的电压信号
Figure GDA0002290618650000102
经过高通滤波器21时为零，所以igqcon信号为零，此时电流环控制器相当于典型的电流环控制器，igqref与igq经过加法器41得到电流误差值，经过PI调节器42和矢量调制器SVM43得到网侧变流器电压控制信号控制开关电路44的开关序列；当电网电压发生快速波动的情况下，igqcon检测到电网的电压快速波动成分，从而通过加法器41作用于电流环控制支路上，通过改变电流控制指令，从而改变网侧变流器输出电压的指令值，抑制电网电压的快速波动。
本发明提供了一种双馈风机系统以及抑制电网电压快速波动的方法，包括下述步骤：
第一步，首先锁相环采集电网电压信号得到代表电网电压幅值的d轴分量
Figure GDA0002290618650000111
第二步，将
Figure GDA0002290618650000112
通过信号处理器的高通滤波器得到电网电压幅值的高频分量，再通过信号处理器的两路误差放大器与相位补偿器，得到转子侧与网侧变流器的电流环控制器的辅助控制信号；
第三步，通过信号处理器得到的辅助控制信号，与转子侧与网侧变流器的电流环控制回路一起构成了闭环控制双馈风力发电机的输出电压快速变化响应电网电压的快速波动，进而抑制电网电压的快速波动。
本发明的优点在于，对大规模风力发电机并网情况下，由于双馈风力发电机自身控制的缺陷与电网惯量的减小导致的电网电压快速波动问题，具有比较好的抑制效果，从原理上来看简单易懂，从实现与经济上考虑，在不改变双馈风力发电机现有控制策略的情况下，只需要通过添加辅助控制模块产生相应的辅助控制信号，从而实现风机抑制电网电压的快速波动，相对于通过接入其他设备比如STATCOM等用于维持电网电压的稳定，相比较而言本发明方法是具有很好的经济性与可实现性。
本发明提出的基于双馈风机的抑制电网电压快速波动的方法，具有很好的经济性与易操作性。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双馈风机系统，其特征在于，包括：发电机、转子侧变流器、网侧变流器、网侧电感Lg、电容C、锁相环和信号处理器；
所述锁相环的输入端用于连接至电网，所述锁相环用于采集电网电压信号，并将所述电网电压信号进行转换后输出电网电压的d轴分量
Figure FDA0002290618640000012
和电网电压相位θp；
所述信号处理器的输入端连接至所述锁相环的输出端，所述信号处理器用于根据所述电网电压的d轴分量
Figure FDA0002290618640000011
和电网电压相位θp输出转子侧变流器的电流环辅助控制信号irqcon和网侧变流器的电流环辅助控制信号igqcon；
所述网侧电感Lg的一端用于连接至电网，所述网侧电感Lg的另一端连接至所述网侧变流器的输入端；
所述网侧变流器的控制端连接至所述信号处理器的输出端，
所述转子侧变流器的输入端连接至所述网侧变流器的输出端，所述转子侧变流器的控制端连接至所述信号处理器的输出端，所述转子侧变流器的输出端连接至所述发电机的电流控制端；
所述电容C的一端连接在所述网侧变流器与所述转子侧变流器的连接端，所述电容C的另一端接地；
当电网电压发生快速波动时，根据转子侧变流器的电流环辅助控制信号改变电流控制指令ir，从而改变转子侧变流器输出的转子电压的指令值，从而改变同步发电机的气隙磁场，进而使定子输出电压发生改变，抑制电网电压的快速波动；同时根据网侧变流器的电流环辅助控制信号改变电流控制指令，从而改变网侧变流器输出电压的指令值，抑制电网电压的快速波动；
所述信号处理器(2)包括：依次连接的高通滤波器(21)，第一误差放大器(22)和第一相位补偿器(23)，其输入端连接至所述高通滤波器(21)的输出端的第二误差放大器(24)，以及输入端连接至所述第二误差放大器(24)的输出端的第二相位补偿器(25)；
所述高通滤波器(21)的输入端用于接收电网电压的d轴分量
Figure FDA0002290618640000024
所述第一相位补偿器(23)的输出端用于输出转子侧变流器的电流环辅助控制信号irqcon；
所述第二相位补偿器(25)的输出端用于输出网侧变流器的电流环辅助控制信号igqcon。
2.如权利要求1所述的双馈风机系统，其特征在于，所述锁相环包括：Park变换器(11)、PI控制器(12)和积分器(13)；
Park变换器(11)的电压输入端用于接收电网电压信号VA、VB、VC，Park变换器(11)的反馈输入端连接至所述积分器(13)的输出端，所述Park变换器(11)用于对电网三相电压进行两相旋转坐标系变换后由第二输出端输出电网电压的q轴分量和由第一输出端输出电网电压的d轴分量
Figure FDA0002290618640000022
所述PI控制器(12)的输入端连接至所述Park变换器(11)的第二输出端，所述PI控制器(12)用于对所述q轴分量
Figure FDA0002290618640000023
进行PI处理后获得ωp；
所述积分器(13)的输入端连接至所述PI控制器(12)的输出端；所述积分器(13)用于对所述ωp进行积分处理后获得电网电压相位θp。
3.如权利要求2所述的双馈风机系统，其特征在于，所述转子侧变流器(3)包括：依次连接的第一加法器(31)，第一PI调节器(32)，第一矢量调制器SVM(33)以及第一开关电路(34)；
所述第一加法器(31)的第一输入端用于接收转子侧电流参考指令值irqref，第二输入端用于接收电流环辅助控制信号irqcon，第三输入端用于接收转子电流的q轴分量irq，所述第一开关电路(34)的输出端输出用于控制发电机的电流控制指令ir；
当电网正常运行时，电流环辅助控制信号irqcon为零，irqref与irq经过相减后得到电流误差值，电流误差值依次经过PI调节和矢量调制后获得用于控制所述第一开关电路的开关序列的转子电压控制信号；
当电网电压发生快速波动时，irqcon不为零，检测到电网的电压快速波动成分通过第一加法器作用于电流环控制支路上，通过改变电流控制指令ir，从而改变转子侧变流器输出的转子电压的指令值，从而改变同步发电机的气隙磁场，进而使定子输出电压发生改变，抑制电网电压的快速波动。
4.如权利要求1-3任一项所述的双馈风机系统，其特征在于，所述网侧变流器(4)包括：依次连接的第二加法器(41)，第二PI调节器(42)，第二矢量调制器SVM(43)以及第二开关电路(44)；所述第二加法器(41)的第一输入端用于接收网侧电流参考指令值igqref，第二输入端用于接收网侧变流器电流环辅助控制信号igqcon，第三输入端用于接收网侧变流器电流的q轴分量igq；所述第二开关电路(44)通过所述网侧电感Lg连接至三相电网；
当电网正常运行时，igqcon信号为零，igqref与igq经过相减处理后得到电流误差值，电流误差值依次经过PI调节和矢量调制后得到用于控制所述第二开关电路的开关序列的网侧变流器电压控制信号；
当电网电压发生快速波动时，igqcon信号不为零，检测到电网的电压快速波动成分通过第二加法器作用于电流环控制支路上，通过改变电流控制指令，从而改变网侧变流器输出电压的指令值，抑制电网电压的快速波动。
5.一种基于权利要求1所述的双馈风机系统来抑制电网电压快速波动的方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)对采集的电网电压信号进行处理后获得电网电压的d轴分量
Figure FDA0002290618640000031
(2)将电网电压的d轴分量
Figure FDA0002290618640000041
进行高通滤波处理后得到电网电压幅值变化量的高频分量，再进行两路误差放大与相位补偿处理，得到转子侧变流器的电流环辅助控制信号以及网侧变流器的电流环辅助控制信号；
(3)当电网电压发生快速波动时，根据转子侧变流器的电流环辅助控制信号改变电流控制指令ir，从而改变转子侧变流器输出的转子电压的指令值，从而改变同步发电机的气隙磁场，进而使定子输出电压发生改变，抑制电网电压的快速波动；
同时根据网侧变流器的电流环辅助控制信号改变电流控制指令，从而改变网侧变流器输出电压的指令值，抑制电网电压的快速波动。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，对电网电压信号进行两相旋转坐标系变换后获得电网电压的d轴分量
Figure FDA0002290618640000042
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