CN110867890B - 一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双馈风机直流母线电压降阶砰‑砰控制方法，该控制方法包括：当双馈风机直流母线电压偏差e(t)的绝对值大于预设的上限阈值
Figure DDA0002251716000000011
时，则触发降阶砰‑砰控制器进行控制并输出控制信号vdg1给风机电网侧换流器；当双馈风机直流母线电压偏差e(t)的绝对值小于预设的下限阈值e并保持一段时间后，则触发常规矢量控制器进行控制并输出控制信号vdg2给风机电网侧换流器，降阶砰‑砰控制器停止运行。本发明在设计时忽略了电流动态，从而实现用一阶砰‑砰控制器(bang‑bang控制器)控制具有二阶动态的直流母线电压，以发挥双馈风机电网侧换流器的最大控制潜能。

Description

一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法
技术领域
本发明涉及现代电力系统保护与控制技术领域，具体涉及一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法。
背景技术
随着电力电子换流器在电力系统中的巨大渗透，有必要探索换流器的最大控制潜力，以便它们能够在严重受干扰的条件下提供最大的系统稳定性控制能力。电力电子换流器通常由矢量控制器调节。传统的矢量控制器通过比例积分(PI)调节器实现。在PI调节器的参数调节中响应速度和超调量之间存在一种权衡。因此，考虑到各种操作模式下的整体系统稳定性，由矢量控制器控制的换流器不能提供最快速和高增益的控制性能，亦无法发挥换流器的最大控制潜能。
为了充分利用换流器的控制能力，需要能够探索控制设备的最大控制能力的控制方法。已有研究中通过传统开关控制方法实现时间最有控制，传统开关控制方法能够充分发挥换流器的最大输出能量。但传统开关控制器的设计过程复杂，需要求解系统的正则方程，而且奇点问题目前尚未解决，因此难以在实际中获得广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有矢量控制无法充分发掘换流器最大控制能量的缺陷和改进传统的开关控制方法，为双馈感应风力发电机系统，设计了一种双馈风机直流母线电压降阶砰- 砰控制(bang-bang控制)方法，本发明在设计时忽略了电流动态，从而实现用一阶砰-砰控制器(bang-bang控制器)控制具有二阶动态的直流母线电压，以发挥双馈风机电网侧换流器的最大控制潜能。
本发明通过下述技术方案实现：
一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法，该控制方法包括：
当双馈风机直流母线电压偏差e(t)的绝对值大于预设的上限阈值
Figure BDA0002251715980000011
时，则触发降阶砰-砰控制器进行控制并输出控制信号vdg1给风机电网侧换流器；
当双馈风机直流母线电压偏差e(t)的绝对值小于预设的下限阈值e并保持一段时间后，则触发常规矢量控制器进行控制并输出控制信号vdg2给风机电网侧换流器，降阶砰-砰控制器停止运行。
优选的，双馈风机的电网侧换流器和直流母线电容电压的模型表示为：
Figure BDA0002251715980000021
式中，vs表示在降阶砰-砰控制器外部且在耦合变压器之前的双馈风机的端电压的大小， idg表示流过降阶砰-砰控制器的d轴电流，iqg表示流过降阶砰-砰控制器的q轴电流，vdg表示降阶砰-砰控制器生成的d轴电压，vqg表示降阶砰-砰控制器生成的q轴电压，Rg表示在降阶砰- 砰控制器外部且在耦合变压器之前的电路的电阻，Lg表示在降阶砰-砰控制器外部且在耦合变压器之前的电路的电感，ws表示电网电压的频率，Vdc表示直流母线电压，C表示直流母线电容器的容量，Pr表示传输到转子绕组的有功功率，m1表示降阶砰-砰控制器的调制指数；
Figure BDA0002251715980000027
表示idg对时间的导数，
Figure BDA0002251715980000028
表示iqg的对时间的导数，
Figure BDA0002251715980000029
表示Vdc对时间的导数。
优选的，由于C＞＞Lg，因此，从Vdc的时间尺度来看，idg已经达到其稳态值，即
Figure BDA00022517159800000210
则直流母线电压的动态表示为：
Figure BDA0002251715980000022
优选的，在直流母线电压模型中不考虑转子侧动力学，传递到转子绕组的有功功率被视为对直流母线电压的外部干扰，直流母线电压偏差的动态表示为：
Figure BDA0002251715980000023
式中，
Figure BDA0002251715980000024
表示对直流母线电压参考值
Figure BDA0002251715980000025
求导。
优选的，触发降阶砰-砰控制器进行控制并输出控制信号vdg1具体包括：
Figure BDA0002251715980000026
式中，vdg0为双馈风机电网侧换流器输出电压d轴分量的稳态值，U+为双馈风机电网侧换流器最大正输出与d轴分量的稳态值之差，U-为双馈风机电网侧换流器最大负输出与d轴分量的稳态值之差，q(t)为降阶砰-砰控制器的控制逻辑变量。
优选的，所述降阶砰-砰控制器的控制逻辑变量具体包括：
Figure BDA0002251715980000031
式中，qold为对应控制逻辑变量q(t)上一时步的逻辑值，“∨”为逻辑或运算，“∧”为逻辑与运算，e+为直流母线电压偏差e(t)的上限值，e-为直流母线电压偏差e(t)的下限值。
优选的，所述常规矢量控制器采用比例-积分控制器。
优选的，所述直流母线电压偏差e(t)表示为：
Figure BDA0002251715980000032
式中，Vdc表示直流母线电压，
Figure BDA0002251715980000033
表示直流母线电压参考值。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明提出的降阶砰-砰控制(bang-bang控制)方法在设计时忽略了电流动态，从而实现用一阶bang-bang控制器控制具有二阶动态的直流母线电压的目标。当风机直流母线电压偏差绝对值超过预设的阈值时，砰-砰控制器(bang-bang控制器)被触发，砰-砰控制器(bang-bang控制器)输出二值型开关控制信号，控制信号使得风机电网侧换流器输出正的最大电压和负的最大电压，以发挥换流器的最大控制潜能。当风机直流母线电压回到平衡点附近并保持一段时间后，砰-砰控制器(bang-bang控制器)停止运行，常规矢量控制器被触发，从而使直流母线电压稳定在平衡点运行。
2、本发明提出的降阶砰-砰控制(bang-bang控制)方法具有低于被控目标阶数的特点，所述双馈风机直流母线电压相对于其控制变量的阶数为2，因此传统已有控制方法中所用控制器均为2阶，然而本发明使用的砰-砰控制器(bang-bang控制器)为1阶，阶数的降低可提升控制器的稳定性，降低控制器实现的难度。
3、本发明提出的降阶砰-砰控制(bang-bang控制)方法能够在风机严重受干扰的条件下利用电网侧换流器的最大控制能力，提供快速和高增益的控制电压。在事故干扰下，由降阶砰-砰控制器(bang-bang控制器)控制的双馈风机直流母线电压显示出比仅由传统矢量控制器控制的含双馈风机的电力系统更小的幅值偏差和更短的稳定时间。提高双馈风机直流母线电压的抗干扰能力，改善含大规模风电并网电力系统暂态性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的控制逻辑整体示意图。
图2为采用本发明的控制方法控制下的双馈风机直流母线电压偏差动态仿真图。
图3为采用现有矢量控制器控制下的双馈风机直流母线电压偏差动态仿真图。
图4为采用本发明的控制方法和现有矢量空气器控制的双馈风机公共耦合母线处电压有效值的动态比较图。其中实线SC表示采用本发明的控制方法，虚线VC表示采用现有矢量控制器。
具体实施方式
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提出了一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法，该砰-砰控制(bang-bang控制)方法在设计时忽略了电流动态，从而实现用一阶砰-砰控制器(bang-bang控制器)控制具有二阶动态的直流母线电压的目标。当风机直流母线电压偏差绝对值超过预设的阈值时，bang-bang控制器被触发，bang-bang控制器输出二值型开关控制信号，控制信号使得风机电网侧换流器输出正的最大电压和负的最大电压，以发挥换流器的最大控制潜能。当风机直流母线电压回到平衡点附近并保持一段时间后，bang-bang控制器停止运行，常规矢量控制器被触发，从而使直流母线电压稳定在平衡点运行。
具体的，在本实施例中，如图1所示，是降阶bang-bang控制器的无功功率参考输出，vdg1是bang-bang控制器的输出，vdg2是常规矢量控制器的输出，
Figure BDA0002251715980000051
和
Figure BDA0002251715980000052
分别是降阶bang-bang 控制器的d轴和q轴控制电压。
Bang-bang控制器和常规矢量控制器根据如图所示切换策略进行切换，切换策略为：
Figure BDA0002251715980000053
其中，
Figure BDA0002251715980000054
且
Figure BDA0002251715980000055
具体为：
(1)当双馈风机直流母线电压Vdc与其参考值
Figure BDA0002251715980000056
的偏差
Figure BDA0002251715980000057
的绝对值大于预设的上限阈值
Figure BDA0002251715980000058
时，bang-bang控制器被触发；
母线电压偏差e(t)满足条件1或条件2时，bang-bang控制器输出逻辑值q(t)＝-1，对应bang-bang控制器的输出电压vdg1为U++vdg0，其中vdg0为双馈风机电网侧换流器输出电压d轴分量的稳态值，U+为风机换流器的最大正输出与d轴分量稳态值之差，其中条件1为：母线电压偏差e(t)大于等于e+(e(t)＞0)，条件2为：bang-bang控制器输出逻辑值在上一时步的值qold为-1且母线电压偏差e(t)＞0；
母线电压偏差e(t)满足条件3或条件4时，bang-bang控制器输出逻辑值q(t)＝0，对应 bang-bang控制器的输出电压vdg1为vdg0，其中条件3为：母线电压偏差e(t)等于0，条件4 为：母线电压偏差e(t)包含于区间(e-，e+)内且bang-bang控制器在上一时步的值qold为0；
母线电压偏差e(t)满足条件5或条件6时，bang-bang控制器输出逻辑值q(t)＝1，对应 bang-bang控制器的输出电压vdg1为U_+vdg0，其中为风机换流器最大负输出减去d轴分量稳态值后的值，其中条件5为：母线电压偏差e(t)小于等于e-(e-＜0)，条件6为：母线电压偏差e(t)小于0且bang-bang控制器在上一时步的值qold为+1(即触发降阶砰-砰控制器进行控制并输出控制信号vdg1具体包括：
Figure BDA0002251715980000061
式中，vdg0为双馈风机电网侧换流器输出电压d轴分量的稳态值，U+为双馈风机电网侧换流器最大正输出与d轴分量的稳态值之差，U-为双馈风机电网侧换流器最大负输出与d轴分量的稳态值之差，q(t)为降阶砰-砰控制器的控制逻辑变量。
所述降阶砰-砰控制器的控制逻辑变量具体包括：
Figure BDA0002251715980000062
式中，qold为对应控制逻辑变量q(t)上一时步的逻辑值，“∨”为逻辑或运算，“∧”为逻辑与运算，e+为直流母线电压偏差e(t)的上限值，e-为直流母线电压偏差e(t)的下限值，e+和 e-定义了输出变量跟踪误差(直流母线电压)的误差区间即
Figure BDA0002251715980000063
Figure BDA0002251715980000064
(2)当当双馈风机直流母线电压Vdc与其参考值
Figure BDA0002251715980000065
的偏差
Figure BDA0002251715980000066
的绝对值小于预设的下限阈值e时长达到τ秒时，常规矢量控制器(即比例-积分控制)被触发，bang-bang 控制器停止运行。
具体在本实施例中，双馈风机的电网侧换流器和直流母线电容电压的模型表示为：
Figure BDA0002251715980000068
式中，vs表示在降阶砰-砰控制器外部且在耦合变压器之前的双馈风机的端电压的大小， idg表示流过降阶砰-砰控制器的d轴电流，iqg表示流过降阶砰-砰控制器的q轴电流，vdg表示降阶砰-砰控制器生成的d轴电压，vqg表示降阶砰-砰控制器生成的q轴电压，Rg表示在降阶砰- 砰控制器外部且在耦合变压器之前的电路的电阻，Lg表示在降阶砰-砰控制器外部且在耦合变压器之前的电路的电感，ws表示电网电压的频率，Vdc表示直流母线电压，C表示直流母线电容器的容量，Pr表示传输到转子绕组的有功功率，m1表示降阶砰-砰控制器的调制指数；
Figure BDA0002251715980000071
表示idg对时间的导数，
Figure BDA0002251715980000073
表示iqg的对时间的导数，
Figure BDA0002251715980000075
表示Vdc对时间的导数。
由于Vdc模型的微分方程的时间常数远大于idg模型的微分方程的时间常数，即C＞＞Lg，因此，从Vdc的时间尺度来看，idg已经达到其稳态值，即
Figure BDA00022517159800000713
则直流母线电压的动态表示为：
Figure BDA0002251715980000076
在直流母线电压模型中不考虑转子侧动力学，传递到转子绕组的有功功率被视为对直流母线电压的外部干扰，直流母线电压偏差的动态表示为：
Figure BDA0002251715980000077
式中，
Figure BDA0002251715980000078
表示对直流母线电压参考值
Figure BDA0002251715980000079
求导。
实施例2
本实施例对上述实施例1提出的控制方法进行仿真实验，以测试降阶砰-砰控制(bang-bang控制)方法的性能，其中双馈风机和无限大电力系统用RTDS模拟，双馈风机的控制系统用dSPACE实现。
双馈风机中降阶bang-bang控制器的参数是：Sn＝2.2MVA(额定MVA)，Rg0.0015Ω，Lg＝120×10-6H，C＝110F，并且ws＝314.16rad/s。矢量控制器的参数为：P1＝0.3，I1＝10，P2＝1， I2＝10，P3＝0.3，I3＝10。降阶bang-bang控制器的参数选择为：e+＝0.05p.u.，e-＝-0.05p.u.， U+＝3p.u.，U-＝-2p.u.，
Figure BDA00022517159800000710
τ＝0.32s。
外部电网用三相理想电压源建模，该三相理想电压源与R-R//L串联连接(电阻器与由与电感器并联连接的电阻器组成的支路串联连接)支路。串联电阻为31.4Ω，并联电阻为 1.0×106Ω，电感为0.1508H，电压源的大小为230kV，系统频率为50Hz。
得到的实验结果如图2-图3所示。
Figure BDA0002251715980000083
设定为0，
Figure BDA0002251715980000084
为1500V。可以看出，在外部交流电网上施加0.1秒三相接地故障后，降阶bang-bang控制器被触发。降阶bang-bang控制器控制的双馈风机的直流母线电压跟踪误差，即
Figure BDA0002251715980000082
呈现出0.1p.u.的幅度下降，以及直流环节电压跟踪误差的稳定建立时间约为1.36秒，如图2所示。相比之下，仅由矢量控制器控制的双馈风机的直流母线电压的跟踪误差显示出0.145p.u.的幅度下降，并且跟踪误差的稳定建立时间约为2.32秒，如图3所示。这里的稳定建立时间定义为跟踪误差信号相对于其稳态值在±2％的偏差内收敛的时间长度。
此外，在公共耦合母线(PCC)处测量的电压的RMS波形如图4所示。由于降阶bang-bang 控制器产生的
Figure BDA0002251715980000081
的切换行为，由降阶bang-bang控制器控制的系统中的PCC电压在故障被清除后呈现小幅度下降，这可以通过在PCC上适当设计无功功率补偿来改善。与由降阶bang-bang控制器控制的系统的PCC电压相比，由矢量控制器控制的双馈风机的PCC电压仅在故障被清除后才在幅度上呈现更大的振荡。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和 /或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和 /或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法，其特征在于，该控制方法包括：
当双馈风机直流母线电压偏差e(t)的绝对值大于预设的上限阈值
Figure FDA0002887348140000017
时，则触发降阶砰-砰控制器进行控制并输出控制信号vdg1给风机电网侧换流器；
当双馈风机直流母线电压偏差e(t)的绝对值小于预设的下限阈值e并保持一段时间后，则触发常规矢量控制器进行控制并输出控制信号vdg2给风机电网侧换流器，降阶砰-砰控制器停止运行；
所述常规矢量控制器采用比例-积分控制器。
2.根据权利要求1所述的一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法，其特征在于，双馈风机的电网侧换流器和直流母线电容电压的模型表示为：
Figure FDA0002887348140000011
式中，vs表示在降阶砰-砰控制器外部且在耦合变压器之前的双馈风机的端电压的大小，idg表示流过降阶砰-砰控制器的d轴电流，iqg表示流过降阶砰-砰控制器的q轴电流，vdg表示降阶砰-砰控制器生成的d轴电压，vqg表示降阶砰-砰控制器生成的q轴电压，Rg表示在降阶砰-砰控制器外部且在耦合变压器之前的电路的电阻，Lg表示在降阶砰-砰控制器外部且在耦合变压器之前的电路的电感，vs表示电网电压的频率，Vdc表示直流母线电压，C表示直流母线电容器的容量，Pr表示传输到转子绕组的有功功率，m1表示降阶砰-砰控制器的调制指数；
Figure FDA0002887348140000012
表示idg对时间的导数，
Figure FDA0002887348140000013
表示iqg的对时间的导数，
Figure FDA0002887348140000014
表示Vdc对时间的导数。
3.根据权利要求2所述的一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法，其特征在于，由于C＞＞Lg，因此，从Vdc的时间尺度来看，idg已经达到其稳态值，即
Figure FDA0002887348140000015
则直流母线电压的动态表示为：
Figure FDA0002887348140000016
4.根据权利要求3所述的一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法，其特征在于，在直流母线电压模型中不考虑转子侧动力学，传递到转子绕组的有功功率被视为对直流母线电压的外部干扰，直流母线电压偏差的动态表示为：
Figure FDA0002887348140000021
式中，
Figure FDA0002887348140000022
表示对直流母线电压参考值
Figure FDA0002887348140000023
求导。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法，其特征在于，触发降阶砰-砰控制器进行控制并输出控制信号vdg1具体包括：
Figure FDA0002887348140000024
式中，vdg0为双馈风机电网侧换流器输出电压d轴分量的稳态值，U+为双馈风机电网侧换流器最大正输出与d轴分量的稳态值之差，U-为双馈风机电网侧换流器最大负输出与d轴分量的稳态值之差，q(t)为降阶砰-砰控制器的控制逻辑变量。
6.根据权利要求5所述的一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法，其特征在于，所述降阶砰-砰控制器的控制逻辑变量具体包括：
Figure FDA0002887348140000025
式中，qold为对应控制逻辑变量q(t)上一时步的逻辑值，“∨”为逻辑或运算，“∧”为逻辑与运算，e+为直流母线电压偏差e(t)的上限值，e-为直流母线电压偏差e(t)的下限值。
7.根据权利要求1-4任一项所述的一种双馈风机直流母线电压降阶砰-砰控制方法，其特征在于，所述直流母线电压偏差e(t)表示为：
Figure FDA0002887348140000026
式中，Vdc表示直流母线电压，
Figure FDA0002887348140000027
表示直流母线电压参考值。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101771380A (zh) * 2010-02-11 2010-07-07 哈尔滨工业大学（威海） 直接转矩控制的变频器空间矢量调制方法
CN105591403A (zh) * 2016-02-01 2016-05-18 华南理工大学 基于逻辑开关控制的双馈风机多回路切换控制系统
CN106788061A (zh) * 2017-01-24 2017-05-31 东南大学 一种基于降阶电流环的永磁同步电机转动惯量识别方法
CN108649601A (zh) * 2018-04-20 2018-10-12 中国东方电气集团有限公司 基于滞环控制的风电变流器低电压穿越控制方法及装置
CN110198047A (zh) * 2019-06-04 2019-09-03 东南大学 一种考虑风电场同调等值的电力系统功角稳定分析方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3013435C (en) * 2016-02-03 2020-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Fault ride-through capability for wind turbine
US10523088B2 (en) * 2017-04-24 2019-12-31 General Electric Company Energy storage system for doubly fed induction generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101771380A (zh) * 2010-02-11 2010-07-07 哈尔滨工业大学（威海） 直接转矩控制的变频器空间矢量调制方法
CN105591403A (zh) * 2016-02-01 2016-05-18 华南理工大学 基于逻辑开关控制的双馈风机多回路切换控制系统
CN106788061A (zh) * 2017-01-24 2017-05-31 东南大学 一种基于降阶电流环的永磁同步电机转动惯量识别方法
CN108649601A (zh) * 2018-04-20 2018-10-12 中国东方电气集团有限公司 基于滞环控制的风电变流器低电压穿越控制方法及装置
CN110198047A (zh) * 2019-06-04 2019-09-03 东南大学 一种考虑风电场同调等值的电力系统功角稳定分析方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Reduced-order dynamic model for droop-controlled inverter/converter-based low-voltage hybrid AC/DC microgrids – part 1: AC sub-microgrid;Arsalan Rasoolzadeh et al.;《IEEE》;20181217;第123-133页 *
多直驱永磁同步发电机并联风电场次同步阻尼控制器降阶设计方法;苏田宇 等;《电工技术学报》;20190131;第34卷(第1期);第116-127 *

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