CN110289629B - 一种不平衡电网下基于拓展功率的dfig虚拟同步控制方法 - Google Patents

一种不平衡电网下基于拓展功率的dfig虚拟同步控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110289629B
CN110289629B CN201910585571.9A CN201910585571A CN110289629B CN 110289629 B CN110289629 B CN 110289629B CN 201910585571 A CN201910585571 A CN 201910585571A CN 110289629 B CN110289629 B CN 110289629B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dfig
power
stator
voltage
axis component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910585571.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110289629A (zh
Inventor
蒋天龙
孙军
王仰铭
叶善堃
段慧
汝雁飞
王霄鹤
孙丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
NARI Group Corp
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
NARI Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU, NARI Group Corp filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201910585571.9A priority Critical patent/CN110289629B/zh
Publication of CN110289629A publication Critical patent/CN110289629A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110289629B publication Critical patent/CN110289629B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/12—Stator flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法，其在传统的双馈感应发电机虚拟同步控制方法的基础上，提出拓展功率的概念，并将这种拓展功率和对应的实际功率之和作为控制对象，将虚拟同步控制算法与谐振器相结合，进而提出了一种不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法；本发明方法在无需改变传统虚拟同步控制的控制结构并且不需要对定子电压及定子电流正负序分离的前提下，就可以实现对DFIG在不平衡电网下的有效控制，得到平衡且正弦的定子电流；本发明控制系统实现极为简单，不需要锁相环对电网频率进行实时监测。

Description

一种不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法
技术领域
本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法。
背景技术
现代风力发电系统主要采用双馈感应发电机和永磁同步发电机两种机型，为提高发电效率，均采用变速恒频发电运行方式。其中，双馈感应发电机(DFIG)应用最多，技术最为成熟，是当前的主流机型。DFIG控制系统结构如图1所示，DFIG可以在小容量变换器的基础上实现变速恒频控制，同时，可以实现有功、无功的解耦控制，这种功率控制的灵活性对电网非常有利。
随着风电，光伏等可再生能源发电在电力系统中所占比例的不断提高，使电力系统电力电子化特征明显。对于DFIG而言，传统的基于同步锁相环的矢量电流控制方式由于锁相环被动跟随电网频率，使风电系统不具备惯性响应能力，随着风电渗透率的增高必然削弱电力系统的惯性，恶化其频率动态，对系统的安全稳定运行构成了重大威胁。为了提高电网的等效惯量，有学者提出将虚拟同步控制技术(VSG)应用到DFIG上，其有功-频率环通过模拟同步发电机的转子运动摇摆方程提升系统的频率响应特性，无功-电压环模拟同步发电机的励磁过程进行无功调节。该种方式彻底颠覆了DFIG原有的控制结构，当电网频率发生扰动时，利用DFIG转子机械旋转动能为电网提供频率支撑，使双馈感应发电机具有一定的惯性特征。
由于需要应用虚拟同步控制的双馈风力发电机大多处于弱电网地区，因此不仅电网的频率会经常发生扰动，由于不平衡负荷等原因造成的三相电网电压不平衡的现象也屡见不鲜，对于传统虚拟同步控制而言，由于其控制带宽不足(对实际有功功率以及实际无功功率的二倍频波动分量几乎没有控制作用)，因此必然导致DFIG定子电流的畸变，这将严重影响DFIG系统向电网输送的电能质量。因此，研究如何能够在不改变虚拟同步控制技术优良的频率响应特性及控制结构简洁性的基础上，对DFIG在不平衡电网电压下进行有效的控制，使DFIG输出电流平衡且正弦，对于具有惯性特征的DFIG控制方法的进一步发展具有重要意义。
发明内容
鉴于上述，本发明提供了一种不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法。该方法无需电网电压、电流的正负序分离，且控制结构十分简单，能够在不改变虚拟同步控制方法优良的频率响应特性的基础上，实现不平衡电网电压条件下DFIG三相定子电流平衡且正弦的目的。
本发明所采用的技术方案如下：一种不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法，包括如下步骤：
(1)采集DFIG的三相定子电压Usabc和三相定子电流Isabc，然后通过光码盘检测并计算得到DFIG的转子电角频率ωr和转子位置角θr；
(2)对采集得到的三相定子电压Usabc和三相定子电流Isabc分别进行Clark变换，对应得到静止α-β坐标系下的定子电压矢量Usαβ和定子电流矢量Isαβ；进一步将所述定子电压矢量Usαβ延迟四分之一周期，得到延迟后的定子电压矢量
Figure BDA0002114450300000021
(3)根据定子电压矢量Usαβ、延迟后的定子电压矢量
Figure BDA0002114450300000022
以及定子电流矢量Isαβ计算出DFIG定子侧向电网输出的实际有功功率Ps、实际无功功率Qs、拓展有功功率
Figure BDA0002114450300000023
拓展无功功率
Figure BDA0002114450300000024
(4)根据实际有功功率Ps和实际无功功率Qs通过传统虚拟同步控制环节计算确定控制电压的幅值Ur及相位角θs；
(5)对拓展有功功率
Figure BDA0002114450300000025
与实际有功功率Ps之和以及拓展无功功率
Figure BDA0002114450300000026
与实际无功功率Qs之和分别进行谐振控制，并对应得到转子侧逆变器交流补偿电压矢量的d轴分量
Figure BDA0002114450300000027
和q轴分量
Figure BDA0002114450300000028
(6)对Ur与
Figure BDA0002114450300000029
相加后的结果及
Figure BDA00021144503000000210
利用虚拟同步控制产生的相位角θs进行反Park变换，得到当前控制周期下的转子侧逆变器调制电压参考矢量
Figure BDA00021144503000000211
最后利用SVPWM(空间矢量脉宽调制)算法构造出一组PWM信号对DFIG的机侧变换器进行控制。
进一步地，所述步骤(2)中根据以下算式对三相定子电压Usabc和三相定子电流Isabc进行Clark变换：
Figure BDA00021144503000000212
其中：Usα和Usβ分别对应定子电压矢量Usαβ的α轴分量和β轴分量，Isα和Isβ分别对应定子电流矢量Isαβ的α轴分量和β轴分量，Usa、Usb、Usc分别为三相定子电压Usabc中A、B、C三相上的相电压，Isa、Isb、Isc分别对应三相定子电流Isabc中A、B、C三相上的相电流。
进一步地，所述步骤(3)中通过以下公式计算DFIG定子侧向电网输出的实际有功功率Ps、实际无功功率Qs、拓展有功功率
Figure BDA0002114450300000031
拓展无功功率
Figure BDA0002114450300000032
Figure BDA0002114450300000033
其中：Usα和Usβ对应为定子电压矢量Usαβ的α轴分量和β轴分量，Isα和Isβ对应为定子电流矢量Isαβ的α轴分量和β轴分量，
Figure BDA0002114450300000034
和
Figure BDA0002114450300000035
对应为延迟后的定子电压矢量
Figure BDA0002114450300000036
的α轴分量和β轴分量。
进一步地，所述步骤(4)中根据以下公式确定虚拟同步控制输出电压的幅值Ur和相位角θs：
θs(k+1)＝∫[ωs(k+1)-ωr(k)]dt
Figure BDA0002114450300000037
Figure BDA0002114450300000038
其中：Ur(k+1)和θs(k+1)分别为第k+1个控制周期中虚拟同步控制输出电压的幅值和相位角，ωs(k)和ωs(k+1)分别为第k个控制周期和第k+1个控制周期中DFIG的定子电角频率，ωr(k)为第k个控制周期中DFIG的转子电角频率，Ps(k)和Qs(k)分别为第k个控制周期中DFIG定子侧向电网输出的实际有功功率和实际无功功率瞬时值，Pref和Qref分别为DFIG定子侧向电网输出的实际有功功率参考值和实际无功功率参考值，ω1为电网电角频率，D和J分别为DFIG虚拟同步控制中设定的阻尼系数和虚拟转动惯量，K为设定的调节系数，t为时间且t＝kT，T为控制周期的大小，k为大于0的自然数。
进一步地，所述步骤(5)中根据以下公式计算确定转子侧逆变器交流补偿电压矢量的d轴分量
Figure BDA0002114450300000039
和q轴分量
Figure BDA00021144503000000310
Figure BDA0002114450300000041
其中：Ps和
Figure BDA0002114450300000042
分别对应DFIG定子侧向电网输出的实际有功功率及拓展有功功率，Qs和
Figure BDA0002114450300000043
分别对应DFIG定子侧向电网输出的实际无功功率及拓展无功功率，TSOGI(s)为谐振控制器的传递函数。
所述传递函数TSOGI(s)的表达式如下：
Figure BDA0002114450300000044
其中：ωc为谐振控制器的截止频率，kr为谐振控制器的谐振系数，ω0为两倍的电网角频率即ω0＝4πf1，f1为电网频率，s为拉普拉斯算子。
进一步地，所述步骤(6)中根据以下算式对Ur与
Figure BDA0002114450300000045
相加后的结果及
Figure BDA0002114450300000046
进行反Park变换：
Figure BDA0002114450300000047
其中：
Figure BDA0002114450300000048
和
Figure BDA0002114450300000049
分别为转子侧逆变器调制电压参考矢量
Figure BDA00021144503000000410
的α轴分量和β轴分量，
Figure BDA00021144503000000411
和
Figure BDA00021144503000000412
分别为转子侧逆变器交流补偿电压矢量的d轴分量和q轴分量，Ur和θs分别为虚拟同步控制输出电压的幅值和相位角。
本发明在传统的双馈感应发电机虚拟同步控制方法的基础上，针对不平衡电网下的双馈感应电机输出的定子电流不平衡的问题，采用在虚拟同步控制环节生成的转子侧逆变器参考电压的基础上加入转子侧逆变器交流补偿电压的方法，将所提出的拓展功率和对应的实际功率之和作为控制对象并利用谐振器对其二倍频分量进行抑制，进而提出了一种适用于不平衡电网的基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法。本发明方法在无需改变传统虚拟同步控制的主体控制结构并且不需要对定子电压及定子电流进行正负序分离的前提下，就可以实现对DFIG在不平衡电网下的有效控制，得到平衡且正弦的定子电流；本发明控制系统实现极为简单，不需要锁相环对电网电压的频率进行实时监测。
附图说明
图1为DFIG控制系统的结构示意图；
图2为本发明控制方法的系统实现原理示意图；
图3为本发明基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制系统在电网电压单相跌落30％的不平衡电网下的稳态响应波形图；其中，Usabc为三相定子电压，Isabc为三相定子电流，Irabc为三相转子电流，Ps为实际有功功率，Qs为实际无功功率，
Figure BDA0002114450300000051
为拓展有功功率，
Figure BDA0002114450300000052
为拓展无功功率，Te为电磁转矩；
图4为本发明基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制系统在电网电压单相跌落30％的不平衡电网下的定子A相电流的频谱分析图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制的系统实现如图2所示，系统包括一台2MW的DFIG1、与DFIG转子绕组相连的电压源型变换器2、用于检测DFIG定子三相电压的电压传感器3、用于检测DFIG定子三相电流的电流霍尔传感器4、用于检测DFIG转子位置角的光码盘5、获取机组转速的微分器6以及实现DFIG输出有功、无功功率调节的控制回路。控制回路由反馈信号处理通道和前向控制通道构成，其中反馈信号处理通道包括用于获取定子两相静止坐标系中的定子电压、定子电流矢量信号的三相/两相静止坐标变换模块7、延迟定子电压计算模块8、功率计算模块9；前向控制通道包括虚拟同步控制运算模块10、谐振控制模块11、逆变器控制电压合成模块12、反Park坐标变换模块13、SVPWM信号产生模块14。
如图2所示，本发明一种不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法，包括以下步骤：
(1)利用三个电压霍尔传感器3采集DFIG三相定子电压信号Usabc；利用三相电流霍尔传感器4采集三相定子电流信号Isabc；
(2)采用光码盘5检测DFIG的转子位置θr，再经过微分器6计算转子角频率ωr；
(3)将采集得到的三相定子电压信号Usabc和三相定子电流信号Isabc经三相/两相静止坐标变换模块7，得到定子坐标系下的定子电压矢量Usαβ和定子电流矢量Isαβ；以定子电压为例，从三相静止到二相静止坐标变换的表达式为：
Figure BDA0002114450300000061
(4)将采集得到的定子电压矢量Usαβ经过延迟定子电压计算模块8，将其滞后四分之一基波周期，得到延迟后的定子电压矢量
Figure BDA0002114450300000062
(5)将采集得到的定子电压矢量Usαβ、定子电流矢量Isαβ和延迟后的定子电压矢量
Figure BDA0002114450300000063
通过功率计算模块9计算定子侧输出的实际有功功率Ps、实际无功功率Qs、拓展有功功率
Figure BDA0002114450300000064
拓展无功功率
Figure BDA0002114450300000065
计算公式为：
Figure BDA0002114450300000066
(6)将由功率计算模块9计算得到的有功功率Ps、无功功率Qs和功率给定值Pref、Qref以及电网角频率ωref均输入虚拟同步控制运算模块10，得到三相转子电压的幅值Ur和转差电角度θs，其中，三相转子电压的幅值Ur在转子电压定向的同步旋转坐标系下即为转子侧逆变器电压参考值的d轴分量Urd，而转子侧逆变器电压参考值q轴分量Urq为0。三相转子电压的幅值Ur和转差电角度θs的计算表达式如下：
θs(k+1)＝∫[ωs(k+1)-ωr(k)]dt
Figure BDA0002114450300000067
Figure BDA0002114450300000068
由上式可知，根据当前控制周期的有功、无功功率信号Ps(k)、Qs(k)和DFIG定子电角频率ωs(k)所对应于各自参考值的误差信号，可以计算得到下一控制周期三相转子电压的幅值Ur(k+1)以及定子电角频率ωs(k+1)，将ωs(k+1)与由微分器6计算得到的当前控制周期的转子电角频率ωr(k)相减可以得到下一控制周期所需要的转差角频率，对其进行积分即可得到转差电角度θs(k+1)。
(7)将由功率计算模块9计算得到的拓展有功功率
Figure BDA0002114450300000069
与实际有功功率Ps之和以及拓展无功功率
Figure BDA0002114450300000071
与实际无功功率Qs之和作为控制对象，通过谐振控制模块11控制后，输出得到转子侧逆变器交流补偿电压矢量的d轴分量
Figure BDA0002114450300000072
和q轴分量
Figure BDA0002114450300000073
其具体计算公式如下：
Figure BDA0002114450300000074
其中，二阶广义积分器的传递函数为：
Figure BDA0002114450300000075
(8)在转子电压定向的条件下，利用虚拟同步控制运算模块10输出的控制电压幅值Ur以及由谐振控制模块11得到的转子侧逆变器交流补偿电压矢量的d轴分量
Figure BDA0002114450300000076
和q轴分量
Figure BDA0002114450300000077
通过逆变器控制电压合成模块12得到同步旋转坐标系下最终的转子侧逆变器电压参考值
Figure BDA0002114450300000078
其具体计算公式如下：
Figure BDA0002114450300000079
(9)将逆变器控制电压合成模块12输出的同步旋转坐标系下最终的转子侧逆变器电压参考值
Figure BDA00021144503000000710
通过反Park坐标变换模块13变换到转子参考坐标系，得到转子坐标系下的转子侧逆变器电压参考值
Figure BDA00021144503000000711
反Park坐标变换计算公式为：
Figure BDA00021144503000000712
(10)将
Figure BDA00021144503000000713
的值作为SVPWM信号产生模块14的参考值，调制得到DFIG转子侧变换器的开关信号Sa、Sb、Sc；
(11)将得到的开关信号Sa、Sb、Sc经过驱动模块驱动开关器件，实现基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制。
参见图3，在本发明基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法下，本实施方式控制系统在定子电压单相跌落30％的不平衡电网下，DFIG定子电流波形平衡且正弦，控制效果十分理想。
参见图4，可以看出在本发明基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法下，本实施方式控制系统在定子电压单相跌落30％的不平衡电网下的定子电流谐波含有率THD很小。
综上所述，本发明基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法在无需改变传统虚拟同步控制的控制结构并且不需要对定子电压及定子电流正负序分离的前提下，就可以实现对DFIG在不平衡电网下的有效控制，得到平衡且正弦的定子电流；本发明控制系统实现极为简单，不需要锁相环对电网电压的频率进行实时监测。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采集DFIG的三相定子电压Usabc和三相定子电流Isabc，通过光码盘检测计算得到DFIG的转子电角频率ωr和转子位置角θr；
(2)分别对采集得到的三相定子电压Usabc和三相定子电流Isabc进行Clark变换，对应得到静止α-β坐标系下的定子电压矢量Usαβ和定子电流矢量Isαβ；然后将所述定子电压矢量Usαβ延迟四分之一周期，得到延迟后的定子电压矢量
Figure FDA0002114450290000011
(3)根据定子电压矢量Usαβ、延迟后的定子电压矢量
Figure FDA0002114450290000012
以及定子电流矢量Isαβ计算出DFIG定子侧向电网输出的实际有功功率Ps、实际无功功率Qs、拓展有功功率
Figure FDA0002114450290000013
拓展无功功率
Figure FDA0002114450290000014
(4)根据实际有功功率Ps和实际无功功率Qs通过虚拟同步控制环节计算确定控制电压的幅值Ur及相位角θs；
(5)对拓展有功功率
Figure FDA0002114450290000015
与实际有功功率Ps之和以及拓展无功功率
Figure FDA0002114450290000016
与实际无功功率Qs之和分别进行谐振控制，并对应得到转子侧逆变器交流补偿电压矢量的d轴分量
Figure FDA0002114450290000017
和q轴分量
Figure FDA0002114450290000018
(6)对Ur与
Figure FDA0002114450290000019
之和以及
Figure FDA00021144502900000110
利用虚拟同步控制产生的相位角θs进行反Park变换，得到转子侧逆变器调制电压参考矢量
Figure FDA00021144502900000111
进而利用SVPWM算法构造出一组PWM信号以对DFIG的机侧变换器进行控制。
2.根据权利要求1所述的不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中根据以下算式对三相定子电压Usabc和三相定子电流Isabc进行Clark变换：
Figure FDA00021144502900000112
其中：Usα和Usβ分别对应定子电压矢量Usαβ的α轴分量和β轴分量，Isα和Isβ分别对应定子电流矢量Isαβ的α轴分量和β轴分量，Usa、Usb、Usc分别为三相定子电压Usabc对应A、B、C三相上的相电压，Isa、Isb、Isc分别为三相定子电流Isabc对应A、B、C三相上的相电流。
3.根据权利要求1所述的不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中通过以下公式计算DFIG定子侧向电网输出的实际有功功率Ps、实际无功功率Qs、拓展有功功率
Figure FDA0002114450290000021
拓展无功功率
Figure FDA0002114450290000022
Figure FDA0002114450290000023
其中：Usα和Usβ分别对应定子电压矢量Usαβ的α轴分量和β轴分量，Isα和Isβ分别对应定子电流矢量Isαβ的α轴分量和β轴分量，
Figure FDA0002114450290000024
和
Figure FDA0002114450290000025
对应为延迟后的定子电压矢量
Figure FDA0002114450290000026
的α轴分量和β轴分量。
4.根据权利要求1所述的不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法，其特征在于：所述步骤(4)中根据以下公式确定虚拟同步控制输出电压的幅值Ur和相位角θs：
θs(k+1)＝∫[ωs(k+1)-ωr(k)]dt
Figure FDA0002114450290000027
Figure FDA0002114450290000028
其中：Ur(k+1)和θs(k+1)分别为第k+1个控制周期中虚拟同步控制输出电压的幅值和相位角，ωs(k)和ωs(k+1)分别为第k个控制周期和第k+1个控制周期中DFIG的定子电角频率，ωr(k)为第k个控制周期中DFIG的转子电角频率，Ps(k)和Qs(k)分别为第k个控制周期中DFIG定子侧向电网输出的实际有功功率和实际无功功率瞬时值，Pref和Qref分别为DFIG定子侧向电网输出的实际有功功率参考值和实际无功功率参考值，ω1为电网电角频率，D和J分别为DFIG虚拟同步控制中设定的阻尼系数和虚拟转动惯量，K为设定的调节系数，t为时间且t＝kT，T为控制周期的大小，k为大于0的自然数。
5.根据权利要求1所述的不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法，其特征在于：所述步骤(5)中根据以下公式计算确定转子侧逆变器交流补偿电压矢量的d轴分量
Figure FDA0002114450290000031
和q轴分量
Figure FDA0002114450290000032
Figure FDA0002114450290000033
其中：TSOGI(s)为谐振控制器的传递函数。
6.根据权利要求5所述的不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法，其特征在于：所述传递函数TSOGI(s)的表达式如下：
Figure FDA0002114450290000034
其中：ωc为谐振控制器的截止频率，kr为谐振控制器的谐振系数，ω0为谐振器的谐振频率，且ω0＝4πf1，f1为电网频率，s为拉普拉斯算子。
7.根据权利要求1所述的不平衡电网下基于拓展功率的DFIG虚拟同步控制方法，其特征在于：所述步骤(6)中根据以下算式对Ur与
Figure FDA0002114450290000035
之和以及
Figure FDA0002114450290000036
进行反Park变换：
Figure FDA0002114450290000037
其中：
Figure FDA0002114450290000038
和
Figure FDA0002114450290000039
分别为转子侧逆变器调制电压参考矢量
Figure FDA00021144502900000310
的α轴分量和β轴分量，
Figure FDA00021144502900000311
和
Figure FDA00021144502900000312
分别为转子侧逆变器交流补偿电压矢量的d轴分量和q轴分量，Ur和θs分别为虚拟同步控制输出电压的幅值和相位角。
CN201910585571.9A 2019-07-01 2019-07-01 一种不平衡电网下基于拓展功率的dfig虚拟同步控制方法 Active CN110289629B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910585571.9A CN110289629B (zh) 2019-07-01 2019-07-01 一种不平衡电网下基于拓展功率的dfig虚拟同步控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910585571.9A CN110289629B (zh) 2019-07-01 2019-07-01 一种不平衡电网下基于拓展功率的dfig虚拟同步控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110289629A CN110289629A (zh) 2019-09-27
CN110289629B true CN110289629B (zh) 2022-07-15

Family

ID=68021514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910585571.9A Active CN110289629B (zh) 2019-07-01 2019-07-01 一种不平衡电网下基于拓展功率的dfig虚拟同步控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110289629B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111654062B (zh) * 2020-08-04 2021-01-12 中国电力科学研究院有限公司 一种双馈风力发电机组的虚拟同步控制方法及系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106452263A (zh) * 2016-11-15 2017-02-22 浙江大学 一种不平衡电网下dfig基于拓展有功功率的滑模变结构直接功率控制方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106452263A (zh) * 2016-11-15 2017-02-22 浙江大学 一种不平衡电网下dfig基于拓展有功功率的滑模变结构直接功率控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110289629A (zh) 2019-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101944840B (zh) 双馈风力发电机网侧变流器消除直流谐波电压的控制方法
CN110460106B (zh) 一种不平衡电网下的dfig虚拟同步控制方法及系统
CN102723727B (zh) 双馈风力发电机并网控制方法
CN105958534B (zh) 一种双馈风电系统不对称高电压故障穿越控制方法
Gajewski et al. Advanced control of direct-driven PMSG generator in wind turbine system
Chinmaya et al. Modeling and experimental analysis of grid-connected six-phase induction generator for variable speed wind energy conversion system
CN111193291B (zh) 一种适用于不平衡条件下复合型虚拟同步机控制方法
CN111654062B (zh) 一种双馈风力发电机组的虚拟同步控制方法及系统
CN110504711A (zh) 一种基于新能源同步机的新能源并网控制系统和方法
CN105024608B (zh) 一种不平衡电网下基于矩阵变换器的pmsg比例积分谐振控制方法
CN110112792B (zh) 一种快速无功支撑的虚拟同步机低电压穿越控制策略
CN110198050B (zh) 一种不平衡电网下基于转矩-无功协同控制的dfig虚拟同步控制方法
CN104579060A (zh) 笼型转子无刷双馈风力发电机的间接功率控制方法
CN111725837B (zh) Dfig虚拟同步机低电压穿越方法、装置、电子设备及介质
CN103346718A (zh) 电压不平衡下双转子永磁风力发电系统的控制方法
CN103208817B (zh) 一种基于二阶滑模的dfig控制方法
CN110289629B (zh) 一种不平衡电网下基于拓展功率的dfig虚拟同步控制方法
Xiao-Ming et al. Direct power control for wind-turbine driven doubly-fed induction generator with constant switch frequency
CN105552951A (zh) 一种基于重复滑模的dfig系统控制方法
CN115347618A (zh) 一种用于微电网的并网功率变换装置及其应用方法
Bounadja et al. Direct-Power Control of a Grid-connected Five-phase Permanent-Magnet Synchronous Generator Based on a Five-to Three-phase Matrix Converter
Gajewski et al. Performance of sensorless control of permanent magnet synchronous generator in wind turbine system
Zhu et al. Study on speed sensorless control of brushless doubly-fed wind power generator based on flux linkage of the power winding
Zhu et al. Study on speed sensorless vector control of brushless doubly-fed machine
Parikh et al. Modeling, Simulation And Performance Analysis of AC-DC-AC PWM Converters Based Wind Energy Conversion System

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant