CN109950934A - 一种双馈风电机组主动耗能运行的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双馈风电机组主动耗能运行的控制方法，获取双馈风电机组参数和故障前运行参数，当交流电网发生故障产生有功功率盈余时，对双馈风电机组进行调整控制，将亚同步运行的双馈风电机组从发电状态切换至电动状态，消纳交流电网盈余的有功功率，实现交流电网有功功率的平衡。该方法可在交流电网出现有功盈余时将双馈风电机组从发电状态迅速切换为电动状态，从而实现电网盈余有功的快速平衡。本发明的控制响应快，吸收功率平稳，易于实现，代价小，可有效减小火电切机量，有利于提高系统功角稳定性和频率稳定性。

Description

一种双馈风电机组主动耗能运行的控制方法

技术领域

本发明涉及电力系统保护和控制领域，尤其涉及一种双馈风电机组主动耗能运行的控制方法。

背景技术

随着新能源和直流输电系统的接入，传统电网发生了巨大的变化。随着源与网之间、交直流之间的耦合性逐渐增强，电网故障引起的不平衡有功功率随着故障的发展和蔓延也愈发强烈，故障影响范围也随之扩大。

现有的有功紧急控制措施主要有切机控制、电气制动及快速汽门控制。其中，电气制动虽然在减小功率不平衡方面具有直接的效果，但是存在热稳、安全场地等方面的限制；快速汽门控制受机组参数影响，在大量有功盈余的情况下，其调节能力难以满足要求。切机控制因简便有效而在电力系统中得到广泛的应用。切机控制通常以系统加速能量或同步机转子角预测作为判据。然而，切机控制一般采用基于离线策略表的控制方式，有限的策略数可能无法完全涵盖风电场、直流系统复杂多变的输出特性，控制灵活性不足，可能造成决策失误，从而导致过切或欠切，反而不利于系统安全。此外，切机控制代价较大，在超速、热应力及轴疲劳寿命方面给机组带来威胁，同时故障清除后恢复时间较长，即使切机控制后不停机仍需15-30min才可恢复至满功率。并且在高比例的风电电力系统中，由于同步机装机容量较小，当电网出现有功盈余时，切机控制还存在控制裕度不足的问题。

双馈风电机组是目前应用最广泛的风力发电装备之一，具有技术成熟、成本相对较低、安装相对方便等优势。由于采用变流器提供变频励磁电压，双馈风电机组能在较大风速范围内正常运行。双馈风电机组可采用转子侧变流器转速或转矩控制来调节自身输出的有功功率，也可以通过转子加速存储过剩能量，减小自身输出功率，从而能够被用于电网的有功调节。但双馈风电机组转子惯量较小，转速安全限制下可吸收的能量有限，可调节的功率不足以平抑输电通道中断等情况造成的大量有功盈余。

亚同步运行的双馈风电机组在转子无励磁条件下会进入电动状态，可有效地消耗交流系统中的盈余有功，从而保证系统安全性。利用这一特点，本发明提供了一种双馈风电机组主动耗能运行的方法，其原理完全不同于现有的双馈风电机组有功紧急控制方法，相比于火电机组切机控制，具有代价小、控制更灵活等优点。

发明内容

因此，本发明需要解决的问题是如何在包括双馈风电机组的电网故障引起不平衡有功功率时，实现电网盈余有功功率的快速平衡。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种双馈风电机组主动耗能运行的控制方法，获取双馈风电机组参数和故障前运行参数，当交流电网发生故障产生有功功率盈余时，对双馈风电机组进行调整控制，将亚同步运行的双馈风电机组从发电状态切换至电动状态，消纳交流电网盈余的有功功率，实现交流电网有功功率的平衡。

优选地，双馈风电机组参数包括额定容量、定子额定电压、转子额定电压、定子电阻、转子电阻、定子漏感、转子漏感、激磁电感及升压变压器正序电抗，故障前运行参数包括定子电流、转子电流及运行风速。

优选地，对双馈风电机组进行调整控制包括转子虚拟电阻控制，转子虚拟电阻控制由双馈风电机组的转子侧变流器实施，采用前馈解耦控制，控制方程为：

其中，为双馈风电机组转子电压矢量的控制参考值；i_r为转子电流矢量；L_r为双馈发电机转子等效电感；ω_p为转差角速度；σ为发电机漏磁系数，L_s和L_m分别为双馈发电机定子等效电感和激磁电感；R_rvr为虚拟电阻，其值由下式确定：

其中，ω_r为发电机转子转速；R_r为双馈发电机转子电阻；K_rvr为虚拟电阻控制系数，K_rvr由需要消耗的有功功率盈余量P_ol确定；

其中，P_F0为双馈风电机组在发电状态下输出的有功功率；P_Fc为双馈风电机组的最大主动耗能功率；K_rm为双馈风电机组虚拟电阻控制系数的最大值；

双馈风电机组的最大主动耗能功率P_Fc由下式计算：

其中，ω_s为同步转速，U_s为定子电压幅值；

双馈风电机组虚拟电阻控制系数的最大值K_rm由下式计算：

K_rm＝min(K_rmu,K_rmi,K_rmr,K_rmt)

K_rmu是转子电压的调制比约束确定的最大虚拟电阻控制系数，由下式计算：

其中，U_dc为背靠背变流器直流电压；

K_rmi是最大转子电流约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由下式确定：

其中，I_rmax为转子电流的最大允许值。

K_rmr是最大转速约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由以下不等式计算：

ω_s≥ω_rm

其中，ω_rm＝f(K_rmr)为函数f(K_rvr)的极大值，取得极大值对应的虚拟电阻控制系数为K_rvr＝K_rmr，函数f(K_rvr)为：

式中，ω_r0为初始转速；计算系数a₁、a₂、a₃、a₄、τ_rp、ω_rp分别为

其中，Δ、T_w0、K_t均为计算系数， J_w和J_g分别为风力机和发电机转动惯量；k_s和k_d分别为轴刚度系数和阻尼系数；ρ为空气密度；S_w为扫风面积，R_w为叶片半径；v_w为风速；λ_opt为最佳叶尖速比，λ_opt＝6.908；P_e为电磁功率，由下式计算：

K_rmt是轴系安全约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由以下不等式计算：

θ_smax≥θ_sm

其中，θ_sm＝f(K_rmt)为函数g(K_rvr,t)的极大值，取得极大值时的虚拟电阻控制系数为K_rvr＝K_rmt、时间t＝t_rmt，其中函数g(K_rvr,t)为：

式中，计算系数b₁、b₂、b₃分别为：

优选地，在启动虚拟电阻控制的同时启动无功补偿控制，以避免双馈风电机组主动耗能运行时定子吸收无功功率造成机端电压降低，无功补偿控制通过切换双馈风电机组网侧变流器的无功控制参考值实现，无功控制参考值按照以下方式计算：

所需补偿的无功功率应为：

双馈风电机组主动耗能运行时网侧变流器可输出的最大无功功率由下式计算：

当Q_gmax＞Q_re时，无功补偿控制由双馈风电机组的网侧变流器实施，网侧变流器的无功功率控制参考值设置为Q_re。

优选地，在启动虚拟电阻控制的同时启动无功补偿控制，以避免双馈风电机组主动耗能运行时定子吸收无功功率造成机端电压降低，无功补偿控制通过切换双馈风电机组网侧变流器的无功控制参考值实现，无功控制参考值按照以下方式计算：

所需补偿的无功功率应为：

双馈风电机组主动耗能运行时网侧变流器可输出的最大无功功率由下式计算：

当Q_gmax＜Q_re时，无功补偿控制由双馈风电机组的网侧侧变流器和无功补偿装置共同实施，网侧变流器的无功功率控制参考值设置为Q_gmax，无功补偿装置的补偿量设置为Q_re-Q_gmax。

优选地，在启动虚拟电阻控制的同时启动桨距角辅助控制，通过增大桨距角形成负的气动转矩来平衡驱动性质的电磁转矩，以避免在主动耗能运行中轴系扭转角超过允许范围；桨距角辅助控制通过切换双馈风电机组桨距角控制的参考值实现，桨距角辅助控制参考值按照以下方式计算：

桨距角辅助控制的参考值设置为：

β^*＝v_β(t-t_co)

其中，v_β为风力机桨距角的调节速度；t为时间；t_co为虚拟电阻控制的启动时间。

桨距角辅助控制的参考值应满足以下约束：

0≤β^*≤β_co,max

其中，β_co,max为桨距角辅助控制的最大可调桨距角，由下式计算：

β_co,max＝v_βt_re

t_re为主动耗能控制的恢复时间，即双馈风电机组由电动状态恢复至发电状态的时间，其值决定于电网对主动耗能响应速度的要求。

综上所述，本发明公开了一种双馈风电机组主动耗能运行的控制方法，获取双馈风电机组参数和故障前运行参数，当交流电网发生故障产生有功功率盈余时，对双馈风电机组进行调整控制，将亚同步运行的双馈风电机组从发电状态切换至电动状态，消纳交流电网盈余的有功功率，实现交流电网有功功率的平衡。该方法可在交流电网出现有功盈余时将双馈风电机组从发电状态迅速切换为电动状态，从而实现电网盈余有功的快速平衡。本发明的控制响应快，吸收功率平稳，易于实现，代价小，可有效减小火电切机量，有利于提高系统功角稳定性和频率稳定性。

附图说明

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为基于转子虚拟变阻抗的双馈风机主动耗能控制的流程图。

图2为本发明实施例中一种双馈风电机组并网系统实例图。

图3为双馈风电机组主动耗能控制的控制框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明公开了一种双馈风电机组主动耗能运行的控制方法，获取双馈风电机组参数和故障前运行参数，当交流电网发生故障产生有功功率盈余时，对双馈风电机组进行调整控制，将亚同步运行的双馈风电机组从发电状态切换至电动状态，消纳交流电网盈余的有功功率，实现交流电网有功功率的平衡。

本发明可以通过三种措施进行双馈风电机组主动耗能运行的控制：(1)利用虚拟电阻控制，实现双馈发电机组转子侧变流器交流侧电阻特性的输出；(2)利用桨距角辅助控制，实现双馈风电机组耗能运行过程中发电机转子转速稳定；(3)利用无功补偿控制，实现双馈风电机组耗能运行中机端电压的稳定。该方法可在交流电网出现有功盈余时将双馈风电机组从发电状态迅速切换为电动状态，从而实现电网盈余有功的快速平衡。相较于现有的切机、电气制动、快速汽门控制等有功紧急控制措施，本发明的方法具有响应快、吸收功率平稳、易于实现、代价小和恢复速度快等有点，可有效减小火电切机量，有利于提高系统功角稳定性和频率稳定性。本发明总体流程如图1所示。图3为本发明中双馈风电机组主动耗能控制的控制框图。

具体实施时，双馈风电机组参数包括额定容量、定子额定电压、转子额定电压、定子电阻、转子电阻、定子漏感、转子漏感、激磁电感及升压变压器正序电抗，故障前运行参数包括定子电流、转子电流及运行风速。

具体实施时，对双馈风电机组进行调整控制包括转子虚拟电阻控制，转子虚拟电阻控制由双馈风电机组的转子侧变流器实施，采用前馈解耦控制，控制方程为：

其中，为双馈风电机组转子电压矢量的控制参考值；i_r为转子电流矢量；L_r为双馈发电机转子等效电感；ω_p为转差角速度；σ为发电机漏磁系数，L_s和L_m分别为双馈发电机定子等效电感和激磁电感；R_rvr为虚拟电阻，其值由下式确定：

其中，ω_r为发电机转子转速；R_r为双馈发电机转子电阻；K_rvr为虚拟电阻控制系数，K_rvr由需要消耗的有功功率盈余量P_ol确定；

其中，P_F0为双馈风电机组在发电状态下输出的有功功率；P_Fc为双馈风电机组的最大主动耗能功率；K_rm为双馈风电机组虚拟电阻控制系数的最大值；

双馈风电机组的最大主动耗能功率P_Fc由下式计算：

其中，ω_s为同步转速，U_s为定子电压幅值；

双馈风电机组虚拟电阻控制系数的最大值K_rm由下式计算：

K_rm＝min(K_rmu,K_rmi,K_rmr,K_rmt)

K_rmu是转子电压的调制比约束确定的最大虚拟电阻控制系数，由下式计算：

其中，U_dc为背靠背变流器直流电压；

K_rmi是最大转子电流约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由下式确定：

其中，I_rmax为转子电流的最大允许值。

K_rmr是最大转速约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由以下不等式计算：

ω_s≥ω_rm

其中，ω_rm＝f(K_rmr)为函数f(K_rvr)的极大值，取得极大值对应的虚拟电阻控制系数为K_rvr＝K_rmr，函数f(K_rvr)为：

式中，ω_r0为初始转速；计算系数a₁、a₂、a₃、a₄、τ_rp、ω_rp分别为

其中，Δ、T_w0、K_t均为计算系数， J_w和J_g分别为风力机和发电机转动惯量；k_s和k_d分别为轴刚度系数和阻尼系数；ρ为空气密度；S_w为扫风面积，R_w为叶片半径；v_w为风速；λ_opt为最佳叶尖速比，λ_opt＝6.908；P_e为电磁功率，由下式计算：

K_rmt是轴系安全约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由以下不等式计算：

θ_smax≥θ_sm

其中，θ_sm＝f(K_rmt)为函数g(K_rvr,t)的极大值，取得极大值时的虚拟电阻控制系数为K_rvr＝K_rmt、时间t＝t_rmt，其中函数g(K_rvr,t)为：

式中，计算系数b₁、b₂、b₃分别为：

具体实施时，在启动虚拟电阻控制的同时启动无功补偿控制，以避免双馈风电机组主动耗能运行时定子吸收无功功率造成机端电压降低，无功补偿控制通过切换双馈风电机组网侧变流器的无功控制参考值实现，无功控制参考值按照以下方式计算：

所需补偿的无功功率应为：

双馈风电机组主动耗能运行时网侧变流器可输出的最大无功功率由下式计算：

当Q_gmax＞Q_re时，无功补偿控制由双馈风电机组的网侧变流器实施，网侧变流器的无功功率控制参考值设置为Q_re。

具体实施时，在启动虚拟电阻控制的同时启动无功补偿控制，以避免双馈风电机组主动耗能运行时定子吸收无功功率造成机端电压降低，无功补偿控制通过切换双馈风电机组网侧变流器的无功控制参考值实现，无功控制参考值按照以下方式计算：

所需补偿的无功功率应为：

双馈风电机组主动耗能运行时网侧变流器可输出的最大无功功率由下式计算：

当Q_gmax＜Q_re时，无功补偿控制由双馈风电机组的网侧侧变流器和无功补偿装置共同实施，网侧变流器的无功功率控制参考值设置为Q_gmax，无功补偿装置的补偿量设置为Q_re-Q_gmax。

具体实施时，在启动虚拟电阻控制的同时启动桨距角辅助控制，通过增大桨距角形成负的气动转矩来平衡驱动性质的电磁转矩，以避免在主动耗能运行中轴系扭转角超过允许范围；桨距角辅助控制通过切换双馈风电机组桨距角控制的参考值实现，桨距角辅助控制参考值按照以下方式计算：

桨距角辅助控制的参考值设置为：

β^*＝v_β(t-t_co)

其中，v_β为风力机桨距角的调节速度；t为时间；t_co为虚拟电阻控制的启动时间。

桨距角辅助控制的参考值应满足以下约束：

0≤β^*≤β_co,max

其中，β_co,max为桨距角辅助控制的最大可调桨距角，由下式计算：

β_co,max＝v_βt_re

t_re为主动耗能控制的恢复时间，即双馈风电机组由电动状态恢复至发电状态的时间，其值决定于电网对主动耗能响应速度的要求。

以图2公开的双馈风电机组并网系统为例，采用本发明公开的方法平抑系统盈余有功的步骤包括：

(1)获取双馈风电机组参数和运行参数；

双馈风电机组参数包括：

固定参数：额定容量；定、转子额定电压；定、转子电阻；定、转子漏感；激磁电感；升压变压器正序电抗；

故障前运行参数：定转子电流；运行风速。

(2)当检测到电网产生有功盈余时，根据风速、有功功率盈余量和双馈风电机组参数计算双馈风电机组虚拟电阻控制增益：

其中，P_ol为电网有功功率盈余量；P_F0为双馈风电机组在发电状态下输出的有功功率；P_Fc为双馈风电机组的最大主动耗能功率；K_rm为双馈风电机组虚拟电阻控制系数的最大值。

双馈风电机组的最大主动耗能功率P_Fc由下式计算：

其中，ω_s为同步速，U_s为定子电压幅值；L_s和L_m分别为双馈发电机定子等效电感和激磁电感；

双馈风电机组虚拟电阻控制系数的最大值K_rm由下式计算：

K_rm＝min(K_rmu,K_rmi,K_rmr,K_rmt)

K_rmu是转子电压的调制比约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由下式计算：

其中，U_dc为背靠背变流器直流电压；L_r为双馈发电机转子等效电感；ω_p为转差角速度；

K_rmi是最大转子电流约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由下式确定：

其中，I_rmax为转子电流的最大允许值。

K_rmr是最大转速约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由以下不等式计算：

ω_s≥ω_rm

其中，ω_rm＝f(K_rmr)为函数f(K_rvr)的极大值，取得极大值对应的虚拟电阻控制系数为K_rvr＝K_rmr，函数f(K_rvr)为：

式中，ω_r0为初始转速；各系数分别为

其中，J_w和J_g分别为风力机和发电机转动惯量；k_s和k_d分别为轴刚度系数和阻尼系数；ρ为空气密度；S_w为扫风面积，R_w为叶片半径；v_w为风速；λ_opt为最佳叶尖速比，λ_opt＝6.908；P_e为电磁功率，由下式计算：

K_rmt是轴系安全约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由以下不等式计算：

θ_smax≥θ_sm

其中，θ_sm＝f(K_rmt)为函数g(K_rvr,t)的极大值，取得极大值时的虚拟电阻控制系数为K_rvr＝K_rmt、时间t＝t_rmt，其中函数g(K_rvr,t)为：

式中，系数分别为：

(3)计算双馈风电机组主动耗能控制下的虚拟电阻，

式中，R_r为转子绕组电阻。

(4)计算双馈风电机组主动耗能控制下所需补偿的无功功率为

式中，Q_re为定子吸收的无功功率，由下式计算：

(5)根据双馈风电机组主动耗能控制下无功补偿量选择无功补偿控制的方式，

双馈风电机组网侧变流器输出最大无功功率Q_gmax为

式中，I_gmax为网侧变流器最大允许电流。

当Q_gmax＞Q_re时，无功补偿控制由双馈风电机组的网侧变流器实施，网侧变流器的无功功率控制参考值设置为Q_re。

当Q_gmax＜Q_re时，无功补偿控制由双馈风电机组的网侧侧变流器和无功补偿装置共同实施，网侧变流器的无功功率控制参考值设置为Q_gmax，无功补偿装置的补偿量设置为Q_re-Q_gmax。

(6)计算桨距角辅助控制的参考值

β^*＝v_β(t-t_co)

其中，v_β为风力机桨距角的调节速度；t为时间；t_co为虚拟电阻控制的启动时间。

桨距角辅助控制的参考值应满足以下约束：

0≤β^*≤β_co,max

其中，β_co,max为桨距角辅助控制的最大可调桨距角，可由下式计算：

β_co,max＝v_βt_re

t_re为主动耗能控制的恢复时间，即双馈风电机组由电动状态恢复至发电状态的时间，其值决定于电网对主动耗能响应速度的要求。

(7)同时启动转子虚拟电阻控制、无功补偿控制和桨距角辅助控制，从而实施双馈风电机组主动耗能运行控制，控制框图如图所示。其中，转子虚拟电阻控制按步骤(3)计算的R_rvr设计虚拟电阻；无功补偿控制按步骤(5)选择的控制方式进行实施；桨距角辅助控制按照步骤(6)计算的β^*设计桨距角参考值。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种双馈风电机组主动耗能运行的控制方法，其特征在于，获取双馈风电机组参数和故障前运行参数，当交流电网发生故障产生有功功率盈余时，对双馈风电机组进行调整控制，将亚同步运行的双馈风电机组从发电状态切换至电动状态，消纳交流电网盈余的有功功率，实现交流电网有功功率的平衡。

2.如权利要求1所述的双馈风电机组主动耗能运行的控制方法，其特征在于，双馈风电机组参数包括额定容量、定子额定电压、转子额定电压、定子电阻、转子电阻、定子漏感、转子漏感、激磁电感及升压变压器正序电抗，故障前运行参数包括定子电流、转子电流及运行风速。

3.如权利要求1或2所述的双馈风电机组主动耗能运行的控制方法，其特征在于，对双馈风电机组进行调整控制包括转子虚拟电阻控制，转子虚拟电阻控制由双馈风电机组的转子侧变流器实施，采用前馈解耦控制，控制方程为：

其中，为双馈风电机组转子电压矢量的控制参考值；i_r为转子电流矢量；L_r为双馈发电机转子等效电感；ω_p为转差角速度；σ为发电机漏磁系数，L_s和L_m分别为双馈发电机定子等效电感和激磁电感；R_rvr为虚拟电阻，其值由下式确定：

其中，ω_r为发电机转子转速；R_r为双馈发电机转子电阻；K_rvr为虚拟电阻控制系数，K_rvr由需要消耗的有功功率盈余量P_ol确定；

其中，P_F0为双馈风电机组在发电状态下输出的有功功率；P_Fc为双馈风电机组的最大主动耗能功率；K_rm为双馈风电机组虚拟电阻控制系数的最大值；

双馈风电机组的最大主动耗能功率P_Fc由下式计算：

其中，ω_s为同步转速，U_s为定子电压幅值；

双馈风电机组虚拟电阻控制系数的最大值K_rm由下式计算：

K_rm＝min(K_rmu,K_rmi,K_rmr,K_rmt)

K_rmu是转子电压的调制比约束确定的最大虚拟电阻控制系数，由下式计算：

其中，U_dc为背靠背变流器直流电压；

K_rmi是最大转子电流约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由下式确定：

其中，I_rmax为转子电流的最大允许值。

K_rmr是最大转速约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由以下不等式计算：

ω_s≥ω_rm

其中，ω_rm＝f(K_rmr)为函数f(K_rvr)的极大值，取得极大值对应的虚拟电阻控制系数为K_rvr＝K_rmr，函数f(K_rvr)为：

式中，ω_r0为初始转速；计算系数a₁、a₂、a₃、a₄、τ_rp、ω_rp分别为

其中，Δ、T_w0、K_t均为计算系数， J_w和J_g分别为风力机和发电机转动惯量；k_s和k_d分别为轴刚度系数和阻尼系数；ρ为空气密度；S_w为扫风面积，R_w为叶片半径；v_w为风速；λ_opt为最佳叶尖速比，λ_opt＝6.908；P_e为电磁功率，由下式计算：

K_rmt是轴系安全约束确定的最大虚拟电阻控制系数，可由以下不等式计算：

θ_smax≥θ_sm

其中，θ_sm＝f(K_rmt)为函数g(K_rvr,t)的极大值，取得极大值时的虚拟电阻控制系数为K_rvr＝K_rmt、时间t＝t_rmt，其中函数g(K_rvr,t)为：

式中，计算系数b₁、b₂、b₃分别为：

4.如权利要求3所述的双馈风电机组主动耗能运行的控制方法，其特征在于，在启动虚拟电阻控制的同时启动无功补偿控制，无功补偿控制通过切换双馈风电机组网侧变流器的无功控制参考值实现，无功控制参考值按照以下方式计算：

所需补偿的无功功率应为：

双馈风电机组主动耗能运行时网侧变流器可输出的最大无功功率由下式计算：

当Q_gmax＞Q_re时，无功补偿控制由双馈风电机组的网侧变流器实施，网侧变流器的无功功率控制参考值设置为Q_re。

5.如权利要求3所述的双馈风电机组主动耗能运行的控制方法，其特征在于，在启动虚拟电阻控制的同时启动无功补偿控制，无功补偿控制通过切换双馈风电机组网侧变流器的无功控制参考值实现，无功控制参考值按照以下方式计算：

所需补偿的无功功率应为：

双馈风电机组主动耗能运行时网侧变流器可输出的最大无功功率由下式计算：

当Q_gmax＜Q_re时，无功补偿控制由双馈风电机组的网侧侧变流器和无功补偿装置共同实施，网侧变流器的无功功率控制参考值设置为Q_gmax，无功补偿装置的补偿量设置为Q_re-Q_gmax。

6.如权利要求3所述的双馈风电机组主动耗能运行的控制方法，其特征在于，在启动虚拟电阻控制的同时启动桨距角辅助控制，通过增大桨距角形成负的气动转矩来平衡驱动性质的电磁转矩；桨距角辅助控制通过切换双馈风电机组桨距角控制的参考值实现，桨距角辅助控制参考值按照以下方式计算：

桨距角辅助控制的参考值设置为：

β^*＝v_β(t-t_co)

其中，v_β为风力机桨距角的调节速度；t为时间；t_co为虚拟电阻控制的启动时间。

桨距角辅助控制的参考值应满足以下约束：

0≤β^*≤β_co,max

其中，β_co,max为桨距角辅助控制的最大可调桨距角，由下式计算：

β_co,max＝v_βt_re

t_re为主动耗能控制的恢复时间，即双馈风电机组由电动状态恢复至发电状态的时间，其值决定于电网对主动耗能响应速度的要求。