CN116914839A - 一种基于dfig-rsc的高电压穿越控制方法及系统 - Google Patents

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CN116914839A CN202310922736.3A CN202310922736A CN116914839A CN 116914839 A CN116914839 A CN 116914839A CN 202310922736 A CN202310922736 A CN 202310922736A CN 116914839 A CN116914839 A CN 116914839A
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刘新元
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王锬
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曲莹
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Abstract

本发明公开一种基于DFIG‑RSC的高电压穿越控制方法及系统，涉及风力发电技术领域，包括：基于高电压穿越暂态分析，构建双馈风力发电机模型；基于双馈风力发电机模型，分别构建DFIG转子变流器模型和DFIG网侧变流器模型；基于预设DFIG网侧变流器的GSC控制策略，对DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量进行PI控制，以得到优化后无功电流分量；基于预设定子磁链微分策略、预设DFIG转子变流器控制策略及优化后无功电流分量，对DFIG转子变流器模型中的转子电流q轴分量进行动态调整，以得到优化后转子电流q轴分量，以对双馈风力发电机模型进行调控。本发明能够有效提高DFIG的全过程高电压穿越能力。

Description

一种基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法及系统
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法及系统。
背景技术
随着风电渗透率的升高，交直流混联电网架构强化，双馈风电机组具有独特拓扑结构，使得双馈感应风力发电机(Double Fed Induction Generator，DFIG)在大规模风力发电中得到了广泛应用。然而，双馈感应发电机的高电压穿越风险日趋严重。针对风电机组而言，风电机组对系统过电压的耐受能力较差，风电机组不足以承受电力系统的过电压时，一旦电力系统中产生比较大的扰动，风电机组往往容易大面积脱网，从而引发严重的低高压连锁型故障。如何进一步有效提高风电机组故障穿越能力，提高电力系统系统可靠性和稳定性，是值得关注的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法及系统，有效提高DFIG的全过程高电压穿越能力。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法，包括：
基于高电压穿越暂态分析，构建双馈风力发电机模型；
基于所述双馈风力发电机模型，分别构建DFIG转子变流器模型和DFIG网侧变流器模型；
基于预设DFIG网侧变流器的GSC控制策略，对所述DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量进行PI控制，以得到优化后无功电流分量；
基于预设定子磁链微分策略、预设DFIG转子变流器控制策略及所述优化后无功电流分量，对所述DFIG转子变流器模型中的转子电流q轴分量进行动态调整，以得到优化后转子电流q轴分量；所述优化后转子电流q轴分量用于对所述双馈风力发电机模型进行调控。
可选地，所述预设DFIG转子变流器控制策略包括第二GSC调控策略；
所述第二GSC调控策略为：采用定子电压定向矢量控制，当定向于d轴时，Usd＝Us，ψsd＝0；稳态时，pψs＝0，忽略定子电阻，并采用转子电流q轴分量的函数公式对转子电流q轴分量进行调节；
所述转子电流q轴分量的函数公式为：
其中，Us为定子端电压矢量，Usd为定子端电压d轴分量，ψsd为定子磁链d轴分量，irq为转子电流q轴分量，K为增益系数；ω1为同步角速度，Ls为定子自感，Us为定子端电压矢量，igq为优化后无功电流分量，Lm为定转子间互感。
可选地，所述预设DFIG转子变流器控制策略还包括第二电流限值策略；
所述第二电流限值策略的函数公式为：
其中，Irq为转子电流q轴分量的幅值，Irmax为转子电流q轴分量的幅值的最大值；Ps为DFIG有功功率。
可选地，所述预设定子磁链微分策略，具体包括：
利用高通滤波器计算DFIG转子变流器中定子磁链d轴分量的电流微分补偿项及定子磁链q轴分量的电流微分补偿项；
将所述定子磁链d轴分量的电流微分补偿项，增加至所述DFIG转子变流器模型中的转子电流d轴分量；将所述定子磁链q轴分量的电流微分补偿项，增加至所述DFIG转子变流器模型中的转子电流q轴分量。
为达上述目的，本发明还提供了如下技术方案：
一种基于DFIG-RSC的高电压穿越控制系统，包括：
发电机模型构建模块，用于基于高电压穿越暂态分析，构建双馈风力发电机模型；
变流器模型构建模块，用于基于所述双馈风力发电机模型，分别构建DFIG转子变流器模型和DFIG网侧变流器模型；
无功电流分量优化模块，用于基于预设DFIG网侧变流器的GSC控制策略，对所述DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量进行PI控制，以得到优化后无功电流分量；
转子电流分量优化模块，用于基于预设定子磁链微分策略、预设DFIG转子变流器控制策略及所述优化后无功电流分量，对所述DFIG转子变流器模型中的转子电流q轴分量进行动态调整，以得到优化后转子电流q轴分量；所述优化后转子电流q轴分量用于对所述双馈风力发电机模型进行调控
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开一种基于DFIG-RSC(Rotor side converter，转子变流器)的高电压穿越控制方法及系统，基于构建得到的双馈风力发电机模型，分别构建DFIG转子变流器模型和DFIG网侧变流器模型；基于预设DFIG网侧变流器的GSC(grid-side converter，网侧变流器)控制策略，对DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量进行PI控制，以得到优化后无功电流分量，从而根据电压骤升幅度和GSC无功电流对转子电流无功分量实施动态调整；基于预设定子磁链微分策略、预设DFIG转子变流器控制策略及优化后无功电流分量，对DFIG转子变流器模型中的转子电流q轴分量进行动态调整，以得到优化后转子电流q轴分量，以对双馈风力发电机模型进行调控。由于在转子电流控制中加入了预设定子磁链微分策略，在充分利用DFIG定子的无功调节能力的同时，有效抑制定子磁链突变造成的转子过电流，提高DFIG的全过程HVRT能力，实现不同工况下的高电压穿越运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法的流程图；
图2为本发明实例中网侧变换器控制系统结构图；
图3为本发明实例中引入PI控制的GSC控制框图；
图4为本发明实例中引入改进的RSC控制框图；
图5为本发明基于DFIG-RSC的高电压穿越控制系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以双馈风电机组为主要研究对象，针对风电机组高电压穿越问题，一些学者从改进转子侧变流器和网侧变流器控制策略的视角开展研究。典型的故障穿越方法包括添加虚拟电阻或虚拟阻抗、改进模型预测控制、在传统矢量控制策略上加以改进等。
基于此，本发明提供了一种基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法及系统，在GSC控制中添加无功PI控制模块的基础上，根据电压骤升幅度和GSC无功电流对转子电流无功分量实施动态调整，并在转子电流控制中加入定子磁链微分补偿项，以提高DFIG的全过程高压穿越能力。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本发明提供一种基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法，包括：
步骤100，基于高电压穿越暂态分析，构建双馈风力发电机模型。
所述双馈风力发电机模型对应的函数公式为：
其中，Us为定子端电压矢量；Ur为转子端电压矢量；Rs为定子电阻，Rr为转子绕组；Is为定子电流矢量；Ir为转子电流矢量；ψs、ψr为定子磁链矢量、转子磁链矢量；Ls,Lr,Lm分别为定子自感、转子自感以及定转子间互感；ω1为同步角速度，ω*为转差角速度，p为微分算子。
步骤200，基于所述双馈风力发电机模型，分别构建DFIG转子变流器模型和DFIG网侧变流器模型；在具体应用实例中，可在MATLAB/Simulink平台上构建上述双馈风力发电机模型、DFIG转子变流器模型、DFIG网侧变流器模型、dq坐标系下的DFIG等效电路。
所述DFIG转子变流器模型为：
所述DFIG网侧变流器模型为：
其中，σ为发电机的漏磁系数；uga、ugb、ugc表示三相电压；iga、igb、igc表示三相的输入电流；vga、vgb、vgc表示三相的交流电压；Udc表示直流母线电压；C表示直流母线电容；iload表示负载电流；Lga、Lgb、Lgc表示三相的进线电抗的电感值；Rga、Rgb、Rgc表示三相的线路电阻，ωslip为dq坐标系相对于转子的角速度；Sga、Sgn、Sgc分别是a、b、c三相的开关函数。
RSC是与转子绕组直接连接的，且RSC成为双馈风电机组中GSC的负载。
步骤300，基于预设DFIG网侧变流器的GSC控制策略，对所述DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量进行PI控制，以得到优化后无功电流分量。所述预设DFIG网侧变流器的GSC控制策略包括第一GSC调控策略、PI调控策略及第一电流限值策略。
具体地，在同步速旋转的dq坐标系下，GSC的电压方程为：
有功、无功功率Pg，Qg为：
其中，ugd，ugq为电网电压d、q轴分量，igd，igq为GSC电流d、q轴分量，vgd，vgq为GSC交流侧电压的d、q分量，Lg，Rg为GSC进线电感、电阻。
所述第一GSC调控策略为采用电网电压定向(gridvoltage orientation，GVO)的GSC控制，当电网电压d轴定向于电网电压矢量Ug时，电网电压d轴分量ugd＝Ug，电网电压q轴分量ugq＝0；忽略GSC进线电阻Rg，令 以得GSC的无功功率Qg为：
当处于稳态时，无功电流给定值igq *＝0，Δugd＝0，通过vgd调节所述GSC的无功功率Qg；当电压骤升时，Δugd≠0且不能忽略，若igq *仍为0，则不能有效地提供无功电流支撑，调用所述PI调控策略调节DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量，以改变无功功率。
考虑PI控制能够在扰动发生时快速响应，在GSC控制中添加电流无功分量PI控制模块，使GSC可以在高电压故障发生时快速响应，吸收感性无功电流，保持直流电压的稳定。监测到电网电压上升至标称值以上时，无功电流给定值不为0，而是通过机端电压幅值与额定值比较，经过PI调节器后得到GSC无功电流给定值igq *，所述PI调控策略的函数公式为：
在GSC控制中，还需要设置限幅环节，防止GSC功率超过其容量。对应地，第一电流限值策略的函数公式为：
其中，Δugd为电网电压d轴分量的变化量，Δugq为电网电压q轴分量的变化量，Lg为GSC进线电感，igd、igq为GSC电流d轴分量、q轴分量，vgd为GSC交流侧电压的d分量，ugd为电网电压d轴分量，igq *为无功电流给定值，即优化后无功电流分量；igq为DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量，即优化前无功电流分量；Kp为比例系数，Ki为积分系数，ΔUg为电网电压矢量Ug与标称值Ugn的偏差；Igd为GSC电流d轴分量的幅值，Igq为GSC电流q轴分量的幅值，Igmax为GSC电流的幅值。
如图2所示，GSC的传统控制策略常采用电网电压定向的方法，GSC的控制可以分为直流母线电压外环和电流内环控制。基于电网电压定向时，外环直流母线电压控制器监测直流母线电压的偏差，输出GSC电流d轴分量，即有功分量的参考值；结合输入电流无功分量，即GSC电流q轴分量，对功率因数进行控制。在网侧变换器控制系统结构图的基础上加入电流无功分量PI控制模块，即图2中的电流内环控制器加入PI环节，其基于采集到的实际的无功电流与计算得到的无功电流参考值之间的差距，对实际的无功电流进行调控。如图3所示，检测到机端电压大于额定值后，采集电压偏差输入PI调节器，控制GSC吸收无功电流，以降低变流器直接承受的电压，并由限幅环节将无功电流给定值限制在变流器容量范围内。
步骤400，基于预设定子磁链微分策略、预设DFIG转子变流器控制策略及所述优化后无功电流分量，对所述DFIG转子变流器模型中的转子电流q轴分量进行动态调整，以得到优化后转子电流q轴分量；所述优化后转子电流q轴分量用于对所述双馈风力发电机模型进行调控。所述预设DFIG转子变流器控制策略包括第二GSC调控策略及第二电流限值策略。
所述第二GSC调控策略为：RSC采用定子电压定向(StatorVoltage Orientation，SVO)矢量控制，当定向于d轴时，Usd＝Us，ψsd＝0；稳态时，pψs＝0，忽略定子电阻，并采用转子电流q轴分量的函数公式对转子电流q轴分量进行调节。
具体地，在忽略定子电阻的情况下，由DFIG矢量电压方程(即双馈风力发电机模型对应的函数公式)可得：
Us≈jω1ψs。
Usd＝ω1ψsq。
将上式代入DFIG矢量磁链方程，得到转子电流q轴分量irq与电网电压、定子无功电流Isq的关系式为：
将上式代入DFIG定子有功、无功功率公式：
可得到Qs与irq的关系式，DFIG的定子无功电流由irq控制：
根据风力发电机组—故障电压穿越能力测试规程(GB/T36995-2018)，对风机HVRT期间的无功电流要求为：
IGq＝Igq+Isq≥1.5(Us-1.1)IN。
其中，IGq为风机吸收的无功电流，Igq由GSC无功电流PI控制的输出得到。联立上式可以得到HVRT期间，irq的限制条件为：
为充分利用定子的无功调节能力，并适应不同情况(电网条件、风机型号等)，引入增益系数K(K>1)，则高电压期间其动态给定值可写为如下的转子电流q轴分量的函数公式：
其中，Us为定子端电压矢量，Usd为定子端电压d轴分量，ψsd为定子磁链d轴分量，irq为转子电流q轴分量，K为增益系数；ω1为同步角速度，Ls为定子自感，Us为定子端电压矢量，igq为优化后无功电流分量，Lm为定转子间互感。
发生高电压故障时，检测电网电压，并结合PI控制给定的GSC无功电流，便可得到irq的动态给定。K值越大，定子侧吸收的无功功率越多，帮助电网电压恢复的效果更好。
根据转子电流d、q轴分量与定子有功、无功和转子电流的关系：
受到转子绕组容量的约束，转子电流Ir不应超过转子电流极限值，即约束为将转子电流d、q轴分量与定子有功、无功和转子电流的关系代入约束可得：
Ir取最大值Irmax时，定子无功电流Isq的极限值为：
其中，PS为DFIG的定子输出有功功率。
根据上式，可得irq幅值的极限值，即第二电流限值策略的函数公式为：
其中，Irq为转子电流q轴分量的幅值，Irmax为转子电流q轴分量的幅值的最大值。
在DFIG转子变流器的控制策略基础上，将igq的值输入RSC指令值计算模块，实现转子电流q轴分量的动态调整，控制定子注入感性无功电流，实现DFIG对电网电压恢复的无功支撑。
在一个具体实例中，在转子电流d、q轴分量中分别增加一个定子磁链的微分项，以抑制电压骤升过程给转子电流、电压带来的冲击。具体地，为抑制转子电流的波动，在ird与irq中分别增加定子磁链d轴分量的电流微分补偿项及定子磁链q轴分量的电流微分补偿项，函数公式如下：
其中，Δird为定子磁链d轴分量的电流微分补偿项，Δirq为定子磁链q轴分量的电流微分补偿项，p为微分算子；ω1为同步角速度，ψsd为定子磁链d轴分量，ψsq为定子磁链q轴分量，Lm为定转子间互感。
定子磁链微分可以由磁链观测模块和微分计算模块获取。考虑到单纯的微分计算会导致系统震荡，可利用高通滤波器求取上述转子电流补偿项。该分量可抑制电压骤升过程给转子电流、电压带来的冲击，此外，考虑到稳态时磁链没有变化，这个方法不会对风机的稳态运行产生影响。
基于此，可知所述预设定子磁链微分策略，具体包括：
1)利用高通滤波器计算DFIG转子变流器中定子磁链d轴分量的电流微分补偿项及定子磁链q轴分量的电流微分补偿项。
2)将所述定子磁链d轴分量的电流微分补偿项，增加至所述DFIG转子变流器模型中的转子电流d轴分量；将所述定子磁链q轴分量的电流微分补偿项，增加至所述DFIG转子变流器模型中的转子电流q轴分量。
如图4所示，将网侧变流器输出的由PI控制得到的igq和机端电压幅值输入转子无功电流控制模块，并检测机端电压，根据转子电流的给定，并将其限定在约束范围内，以保证irq在可行范围内控制定子向电网提供无功支撑；此外，将定子磁链d、q轴分量的微分补偿项输入到ird、irq中，以抑制转子的瞬间过电流。
在另外一个具体实例中，本发明在基于MATLAB/SIMULINK仿真平台中搭建模型并运行，在保证直流母线电压不越线的同时，有效提高DFIG的全过程HVRT能力，实现不同工况下的HVRT运行。具体过程如下：
在MATLAB/Simulink平台上对传统控制策略、灭磁控制方法以及本发明所提策略三者进行对比，分别简称为“SVO+GVO”，“灭磁控制”和“所提策略”。DFIG参数为：额定功率为1.5MW，额定频率为50Hz，极对数为1，定子额定线电压为575V，直流母线额定电压为1150V。定子电阻为0.023pu，转子电阻为0.016pu，定子漏感为0.18pu，转子漏感为0.16pu，定转子间的互感为2.9pu，转速为1.2pu，且由于DFIG转动惯量较大，机电时间常数远远大于电磁时间常数，因此在故障过程中认为DFIG转速恒定。
在DFIG大功率输出情况下(P＝1.0PN)，分别在SVO+GVO、灭磁控制以及本文控制策略(设置无功增益系数K＝1.0)下，设置电压骤升至1.3p.u.且持续200ms的HVRT过程。
观察HVRT过程中机端电压、有功功率，GSC电流q轴分量、转子电流q轴分量，无功功率、直流母线电压的暂态响应，可发现：电压骤升发生后，传统策略和灭磁控制下，GSC电流变化不大；而在本发明所提策略下，PI控制快速响应，igq约为-0.4p.u.，控制GSC吸收无功有功电流；直流母线电压峰值由SVO+GVO下的1301V降低到1253V，抑制效果优于灭磁控制和SVO+GVO；由于磁链微分补偿的作用，irq的瞬时峰值明显降低，由0.18p.u.降低到0.11p.u.，转子电流的暂态过冲得到有效抑制；在持续高电压期间，irq保持在-0.1～0p.u.之间，控制风机共吸收约0.4～0.6p.u.的感性无功功率；根据电压骤升至1.3p.u.期间要求风机吸收无功功率不小于0.3p.u.的要求，可见本发明所提策略满足测试规程的无功支撑，为HVRT提供了无功电流的支持并使得机端电压由1.3p.u.降至1.285p.u.；在整个高电压期间，DFIG保持不脱网运行，验证了本发明控制方案的有效性和可行性。
仿真结果表明本发明所提控制策略实现方法简单，不需加入任何硬件设备投资，具有较好的经济性和实用性，能有效提高DFIG的全过程HVRT能力，实现不同工况下的HVRT运行。
综上，本发明在引入PI控制的DFIG网侧变流器GSC控制策略基础上，提供一种基于转子无功电流动态调整以及转子侧变流器定子磁链微分补偿的DFIG高电压穿越控制策略，从而基于DFIG的数学模型，对转子电流无功分量根据电压骤升幅度和GSC无功电流实施动态调整，充分利用DFIG定子的无功调节能力，在其容量范围内尽可能提供无功支持，帮助电网电压恢复。
本发明考虑风机的机侧定子磁链动态变化对暂态功率变化的影响，在转子电流控制中加入定子磁链微分补偿项，从而减小电网电压骤升瞬间对DFIG的暂态冲击，有效抑制定子磁链突变造成的转子过电流。
本发明可以避免直流母线承受瞬时过高电压，抑制定子磁链突变造成的转子过电流，充分利用DFIG定子的无功调节能力，在其容量范围内尽可能提供无功支持，以帮助电网电压恢复，能有效提高DFIG的全过程HVRT能力，实现不同工况下的HVRT运行。
实施例二
如图5所示，为了实现实施例一中的技术方案，以达到相应的功能和技术效果，本实施例还提供了一种基于DFIG-RSC的高电压穿越控制系统，包括：
发电机模型构建模块101，用于基于高电压穿越暂态分析，构建双馈风力发电机模型。
变流器模型构建模块201，用于基于所述双馈风力发电机模型，分别构建DFIG转子变流器模型和DFIG网侧变流器模型。
无功电流分量优化模块301，用于基于预设DFIG网侧变流器的GSC控制策略，对所述DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量进行PI控制，以得到优化后无功电流分量。
转子电流分量优化模块401，用于基于预设定子磁链微分策略、预设DFIG转子变流器控制策略及所述优化后无功电流分量，对所述DFIG转子变流器模型中的转子电流q轴分量进行动态调整，以得到优化后转子电流q轴分量；所述优化后转子电流q轴分量用于对所述双馈风力发电机模型进行调控。
实施例三
本实施例提供一种电子设备，包括存储器及处理器，存储器用于存储计算机程序，处理器运行计算机程序以使电子设备执行实施例一的基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法。可选地，上述电子设备可以是服务器。
另外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现实施例一的基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法，其特征在于，方法包括：
基于高电压穿越暂态分析，构建双馈风力发电机模型；
基于所述双馈风力发电机模型，分别构建DFIG转子变流器模型和DFIG网侧变流器模型；
基于预设DFIG网侧变流器的GSC控制策略，对所述DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量进行PI控制，以得到优化后无功电流分量；
基于预设定子磁链微分策略、预设DFIG转子变流器控制策略及所述优化后无功电流分量，对所述DFIG转子变流器模型中的转子电流q轴分量进行动态调整，以得到优化后转子电流q轴分量；所述优化后转子电流q轴分量用于对所述双馈风力发电机模型进行调控。
2.根据权利要求1所述的基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法，其特征在于，所述预设DFIG网侧变流器的GSC控制策略包括第一GSC调控策略、PI调控策略及第一电流限值策略；
所述第一GSC调控策略为采用电网电压定向的GSC控制，当电网电压d轴定向于电网电压矢量Ug时，电网电压d轴分量ugd＝Ug，电网电压q轴分量ugq＝0；忽略GSC进线电阻Rg，令以得GSC的无功功率Qg为：
当处于稳态时，通过vgd调节所述GSC的无功功率；当电压骤升时，调用所述PI调控策略调节DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量，以改变无功功率；
所述PI调控策略的函数公式为：
所述第一电流限值策略的函数公式为：
其中，Δugd为电网电压d轴分量的变化量，Δugq为电网电压q轴分量的变化量，Lg为GSC进线电感，igd，igq为GSC电流d轴分量、q轴分量，ω1为同步角速度，vgd为GSC交流侧电压的d分量，ugd为电网电压d轴分量，igq *为无功电流给定值，即优化后无功电流分量；igq为DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量，即优化前无功电流分量；Kp为比例系数，Ki为积分系数，ΔUg为电网电压矢量Ug与标称值Ugn的偏差；Igd为GSC电流d轴分量的幅值，Igq为GSC电流q轴分量的幅值，Igmax为GSC电流的幅值。
3.根据权利要求1所述的基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法，其特征在于，所述预设DFIG转子变流器控制策略包括第二GSC调控策略；
所述第二GSC调控策略为：采用定子电压定向矢量控制，当定向于d轴时，Usd＝Us，ψsd＝0；稳态时，pψs＝0，忽略定子电阻，并采用转子电流q轴分量的函数公式对转子电流q轴分量进行调节；
所述转子电流q轴分量的函数公式为：
其中，Us为定子端电压矢量，Usd为定子端电压d轴分量，ψsd为定子磁链d轴分量，irq为转子电流q轴分量，K为增益系数；ω1为同步角速度，Ls为定子自感，Us为定子端电压矢量，igq为优化后无功电流分量，Lm为定转子间互感。
4.根据权利要求3所述的基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法，其特征在于，所述预设DFIG转子变流器控制策略还包括第二电流限值策略；
所述第二电流限值策略的函数公式为：
其中，Irq为转子电流q轴分量的幅值，Irmax为转子电流q轴分量的幅值的最大值；Ps为DFIG有功功率。
5.根据权利要求1所述的基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法，其特征在于，所述预设定子磁链微分策略，具体包括：
利用高通滤波器计算DFIG转子变流器中定子磁链d轴分量的电流微分补偿项及定子磁链q轴分量的电流微分补偿项；
将所述定子磁链d轴分量的电流微分补偿项，增加至所述DFIG转子变流器模型中的转子电流d轴分量；将所述定子磁链q轴分量的电流微分补偿项，增加至所述DFIG转子变流器模型中的转子电流q轴分量。
6.根据权利要求5所述的基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法，其特征在于，定子磁链d轴分量的电流微分补偿项及定子磁链q轴分量的电流微分补偿项的函数公式为：
其中，Δird为定子磁链d轴分量的电流微分补偿项，Δirq为定子磁链q轴分量的电流微分补偿项，p为微分算子；ω1为同步角速度，ψsd为定子磁链d轴分量，ψsq为定子磁链q轴分量，Lm为定转子间互感。
7.根据权利要求1所述的基于DFIG-RSC的高电压穿越控制方法，其特征在于，所述DFIG转子变流器模型为：
所述DFIG网侧变流器模型为：
其中，Us为定子端电压矢量；Ur为转子端电压矢量；Rs为定子电阻，Rr为转子绕组；Is为定子电流矢量；Ir为转子电流矢量；ψs、ψr为定子磁链矢量、转子磁链矢量；σ为发电机的漏磁系数；Lr为转子自感；ω1为同步角速度；uga、ugb、ugc表示三相电压；iga、igb、igc表示三相的输入电流；vga、vgb、vgc表示三相的交流电压；Udc表示直流母线电压；C表示直流母线电容；iload表示负载电流；Lga、Lgb、Lgc表示三相的进线电抗的电感值；Rga、Rgb、Rgc表示三相的线路电阻，ωslip为dq坐标系相对于转子的角速度；Sga、Sgb、Sgc分别是a、b、c三相的开关函数。
8.一种基于DFIG-RSC的高电压穿越控制系统，其特征在于，系统包括：
发电机模型构建模块，用于基于高电压穿越暂态分析，构建双馈风力发电机模型；
变流器模型构建模块，用于基于所述双馈风力发电机模型，分别构建DFIG转子变流器模型和DFIG网侧变流器模型；
无功电流分量优化模块，用于基于预设DFIG网侧变流器的GSC控制策略，对所述DFIG网侧变流器模型中的无功电流分量进行PI控制，以得到优化后无功电流分量；
转子电流分量优化模块，用于基于预设定子磁链微分策略、预设DFIG转子变流器控制策略及所述优化后无功电流分量，对所述DFIG转子变流器模型中的转子电流q轴分量进行动态调整，以得到优化后转子电流q轴分量；所述优化后转子电流q轴分量用于对所述双馈风力发电机模型进行调控。
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