本發(fā)明涉及含永磁直驅(qū)風(fēng)電場和異步風(fēng)電場的混合風(fēng)電場群的技術(shù)改進(jìn)，特別是涉及電網(wǎng)不對稱故障下該混合風(fēng)電場有效抑制并網(wǎng)點(diǎn)負(fù)序電壓的方法，屬于電力控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于不同類型的風(fēng)電機(jī)組各有特點(diǎn)，在舊風(fēng)電場擴(kuò)容改造和新風(fēng)電場建設(shè)中，利用不同類型風(fēng)電機(jī)組組成混合風(fēng)電場并利用不同類型風(fēng)電機(jī)組相互協(xié)調(diào)運(yùn)行已是大規(guī)模風(fēng)電利用的重要趨勢之一。由于我國風(fēng)電資源大多集中在偏遠(yuǎn)地區(qū)，與電力主網(wǎng)連接較弱，電網(wǎng)不對稱故障時(shí)有發(fā)生，這將對并網(wǎng)大型風(fēng)電場的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生顯著影響。常用的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，異步風(fēng)電機(jī)組直接與電網(wǎng)相連，其可控性較差，受電網(wǎng)電壓影響較大，一方面，電網(wǎng)電壓跌落將導(dǎo)致異步發(fā)電機(jī)輸入機(jī)械轉(zhuǎn)矩與輸出電磁轉(zhuǎn)矩不平衡，引起轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不斷增加，最終可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組失穩(wěn)而退出運(yùn)行；另一方面，定子正、負(fù)序電壓和電流的相互作用將導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)二倍頻脈動(dòng)，從而降低機(jī)組軸系的使用壽命。目前，為提高異步風(fēng)電場不對稱故障情況下的適應(yīng)能力，國內(nèi)外學(xué)者已展開了相關(guān)研究，如已公開的下列文獻(xiàn)：

(1)張?jiān)獥?，秦世耀，李慶，等.籠型異步風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越改造方案的比較研究[j].電網(wǎng)技術(shù)，2013，37(1)：235-241.

(2)andrese.leon,juanmanuelmauricio.animprovedcontrolstategyforhybridwindfarms[j].ieeetransactionsonsustainableenergy,2010,1(3):131-141.

文獻(xiàn)(1)比較了目前常用的4種輔助異步風(fēng)電機(jī)組故障穿越的二次設(shè)備改造方案，4種輔助設(shè)備均能夠有效提高異步風(fēng)電機(jī)組的故障穿越能力。然而，動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻和動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器無法在電網(wǎng)故障期間向電網(wǎng)提供無功電流，全功率變流器雖可在解決異步風(fēng)電機(jī)組故障穿越問題的同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)無功支撐，但會(huì)進(jìn)一步增加了系統(tǒng)的硬件成本；并聯(lián)無功補(bǔ)償裝置成本較低但其補(bǔ)償效果受電網(wǎng)故障點(diǎn)及電網(wǎng)電壓跌落程度影響較大。

文獻(xiàn)(2)提出利用永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組代替?zhèn)鹘y(tǒng)并聯(lián)無功補(bǔ)償器以輔助相鄰異步風(fēng)電機(jī)組完成故障穿越運(yùn)行，即利用異步風(fēng)電機(jī)組和永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組組成的混合風(fēng)電場以進(jìn)一步降低異步風(fēng)電場的故障穿越改造成本。然而，電網(wǎng)不對稱故障條件下，電網(wǎng)電壓與電流中還將存在負(fù)序分量，該負(fù)序分量將與正序電壓、電流分量相互作用導(dǎo)致混合風(fēng)電場輸出功率存在嚴(yán)重波動(dòng)。不對稱故障時(shí)，若永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組只向電網(wǎng)注入正序無功，可能加劇整個(gè)混合風(fēng)電場功率的2倍頻波動(dòng)，引起整個(gè)混合風(fēng)電場輸出電能質(zhì)量的嚴(yán)重下降。

作為風(fēng)電市場中的主流機(jī)型，永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組與傳統(tǒng)異步風(fēng)電機(jī)組組合而成的混合風(fēng)電場群已成為目前舊風(fēng)電場擴(kuò)容的必然選擇，因此，利用永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組靈活的控制能力，研究含永磁直驅(qū)風(fēng)電場和異步風(fēng)電場的混合風(fēng)電場群在電網(wǎng)不對稱故障下的協(xié)同控制策略，以降低電網(wǎng)負(fù)序電壓及其對混合風(fēng)電場群的不利影響，提高異步風(fēng)電場故障穿越能力及其并網(wǎng)質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提出一種電網(wǎng)不對稱故障下含永磁直驅(qū)風(fēng)電場和異步風(fēng)電場的混合風(fēng)電場的協(xié)調(diào)控制方法，該方法在不增設(shè)硬件設(shè)備、控制永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組輸出滿足并網(wǎng)導(dǎo)則要求的正序無功的基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)側(cè)變換器剩余電流裕量輸出負(fù)序電流，以協(xié)同抑制并網(wǎng)點(diǎn)負(fù)序電壓，從而提高異步風(fēng)電場故障穿越能力及其并網(wǎng)質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

電網(wǎng)不對稱故障下含永磁直驅(qū)風(fēng)電場和異步風(fēng)電場的混合風(fēng)電場群的協(xié)調(diào)控制方法，本方法涉及對永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變換器和機(jī)側(cè)變換器的控制；

(a).永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變換器的控制步驟為：

a1)采集風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓信號(hào)ugabc、網(wǎng)側(cè)變換器輸出三相電流信號(hào)igabc以及直流母線電壓信號(hào)udc；

a2)將采集到的風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓信號(hào)ugabc經(jīng)過數(shù)字鎖相環(huán)pll后得到風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)正序電壓適量的電角度θg和同步電角速度ωe；

a3)將風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓信號(hào)ugabc經(jīng)過靜止三相abc坐標(biāo)系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換為靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下的電壓信號(hào)，即ugα、ugβ；

a4)采用風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)正序電壓d軸定向方式，將步驟a3)所得靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下的電壓信號(hào)ugα、ugβ經(jīng)靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系到正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系的恒功率變換，再經(jīng)過2ω1陷波器濾波，得到風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓在電網(wǎng)不對稱故障條件下運(yùn)行期間的正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系下的dq軸分量，即

a5)將采集到的網(wǎng)側(cè)變換器三相電流信號(hào)igabc經(jīng)過靜止三相abc坐標(biāo)軸系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率坐標(biāo)變換得到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下的電流igα、igβ；

a6)將步驟a5)所得靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下網(wǎng)側(cè)變換器輸出電流igα、igβ經(jīng)靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系到正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系的恒功率變換，再經(jīng)過2ω1陷波器濾波，得到網(wǎng)側(cè)變換器輸出電流在正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的dq軸分量，即

a7)將采集到的直流母線電壓信號(hào)udc輸送至網(wǎng)側(cè)變換器正序電流參考值計(jì)算模塊，按照下式，可確定網(wǎng)側(cè)變換器正序電流參考值：

式中，kp1和τi1分別為正序電流參考值計(jì)算模塊pi調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)；

a8)將步驟a4)和a7)所得到的風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓在正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的dq軸分量以及網(wǎng)側(cè)變換器正序電流參考值輸送至網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流最大幅值計(jì)算模塊，按照下式，可確定正序電流限制和直流母線電壓限制下的永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)所能輸出負(fù)序電流的幅值，取下式兩者中計(jì)算值較小的一個(gè)作為最大負(fù)序電流幅值：

式中，|igmax|為網(wǎng)側(cè)變換器允許流過的最大電流幅值，分別為風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)正、負(fù)序電壓分量的幅值，km為調(diào)制系數(shù)，當(dāng)采用空間矢量調(diào)制時(shí)，ωe為同步電角速度，lg為并聯(lián)網(wǎng)側(cè)變換器的進(jìn)線電抗器的電感；

a9)將步驟a4)和步驟a8)獲得的并網(wǎng)點(diǎn)電壓在反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的dq軸分量以及最大負(fù)序電流幅值輸送至網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值計(jì)算模塊，確定網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值

a10)將步驟a7)和a9)計(jì)算得到的網(wǎng)側(cè)變換器正序、負(fù)序電流參考值分別輸送至網(wǎng)側(cè)變換器正序、負(fù)序電流內(nèi)環(huán)控制環(huán)節(jié)，按照下式，得到網(wǎng)側(cè)變換器在正向、反向同步速角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系控下的正、負(fù)序制電壓dq軸分量

式中，kp3和τi3分別為網(wǎng)側(cè)變換器正序控制系統(tǒng)中電流內(nèi)環(huán)pi控制器的比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)，kp4和τi4分別為網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序控制系統(tǒng)中電流環(huán)pi控制器的比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)；

a11)將步驟a10)得到的網(wǎng)側(cè)變換器正、負(fù)序控制電壓dq軸分量和分別經(jīng)過正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率變換得到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下正、負(fù)序控制電壓

a12)將步驟a11)得到的網(wǎng)側(cè)變換器正、負(fù)序控制電壓和直流母線電壓udc通過空間矢量調(diào)制產(chǎn)生網(wǎng)側(cè)變換器pwm驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

(b)永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)機(jī)側(cè)變換器的控制步驟為：

b1)永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)機(jī)側(cè)變換器采用矢量控制策略，其控制電壓通過空間矢量脈寬調(diào)制產(chǎn)生電機(jī)側(cè)變換器pwm驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以限制不對稱故障期間永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)有功功率輸出。

所述步驟a9)包含以下步驟：

a9.1)電網(wǎng)不對稱故障運(yùn)行期間，未經(jīng)限幅的網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流dq軸參考值可由下式獲得：

式中，分別為網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值計(jì)算模塊輸出的未經(jīng)限幅的負(fù)序電流分量，kp2和τi2分別為正序電流參考值計(jì)算模塊pi調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)；

a9.2)利用步驟a9.1)得到的未經(jīng)限幅的網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流dq軸參考值進(jìn)行以下判斷：

a9.3)若滿足步驟a9.2)的判斷條件，則網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值按照步驟a9.1)所述輸出；

a9.4)若不滿足步驟a9.2)的判斷條件，則網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值按照下式獲得：

式中，為網(wǎng)側(cè)變換器正序電流參考值幅值，為未經(jīng)限幅的網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值計(jì)算模塊輸出電流幅值。

所述的步驟b1)包含以下步驟：

b1.1)電網(wǎng)不對稱故障運(yùn)行期間，設(shè)定機(jī)側(cè)變換器電流參考指令為：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明針對含永磁直驅(qū)風(fēng)電場和異步風(fēng)電場的混合風(fēng)電場群，充分考慮電網(wǎng)不對稱期間電壓正、負(fù)序分量的耦合關(guān)系，在保證混合風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功支撐的同時(shí)，通過對永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組網(wǎng)側(cè)變換器進(jìn)行控制，利用其電流裕量輸出滿足要求的負(fù)序電流以協(xié)同抑制電網(wǎng)負(fù)序電壓，降低電網(wǎng)負(fù)序電壓程度，從而實(shí)現(xiàn)對異步風(fēng)電場中電磁轉(zhuǎn)矩及輸出功率脈動(dòng)的有效抑制，增強(qiáng)整個(gè)混合風(fēng)電場群故障穿越能力。

附圖說明

圖1為含永磁直驅(qū)風(fēng)電場和異步風(fēng)電場的混合風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述不對稱故障下混合風(fēng)電場的控制原理框圖。

圖3為單相接地短路故障時(shí)采用傳統(tǒng)控制策略與本發(fā)明控制方法下混合風(fēng)電場群系統(tǒng)仿真波形對比圖。

圖4為兩相相間短路故障時(shí)采用傳統(tǒng)控制策略與本發(fā)明控制方法下混合風(fēng)電場群系統(tǒng)仿真波形對比圖。

圖5為兩相接地短路故障時(shí)采用傳統(tǒng)控制策略與本發(fā)明控制方法下混合風(fēng)電場群系統(tǒng)仿真波形對比圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方案做詳細(xì)描述。

圖1為含30mw永磁直驅(qū)風(fēng)電場和30mw異步風(fēng)電場的混合風(fēng)電場群接入電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，兩類風(fēng)電場通過公共點(diǎn)(pcc點(diǎn))相連后接入大電網(wǎng)。電網(wǎng)不對稱故障時(shí)，永磁直驅(qū)風(fēng)電場充分利用其網(wǎng)側(cè)變換器，在保證混合風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功支撐能力的同時(shí)，協(xié)同控制負(fù)序電流以抑制電網(wǎng)負(fù)序電壓，以提高異步風(fēng)電場故障穿越能力和并網(wǎng)電能質(zhì)量。

如圖2所示，本發(fā)明為一種電網(wǎng)不對稱故障下含永磁直驅(qū)風(fēng)電場和異步風(fēng)電場的混合風(fēng)電場協(xié)調(diào)控制策略，它包括的控制對象有：直流鏈電容1，機(jī)側(cè)變換器2，網(wǎng)側(cè)變換器3，空間矢量調(diào)制模塊4，永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組5，電壓傳感器6，電流傳感器7，網(wǎng)側(cè)變換器正序電流參考值計(jì)算模塊8，網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值計(jì)算模塊9，負(fù)序電流最大幅值計(jì)算模塊10，陷波器11，正向同步速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率變換模塊12，反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率變換模塊13，靜止abc三相坐標(biāo)軸系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率變換模塊14，靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系到正向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系的恒功率變換模塊15，靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系到反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系的恒功率變換模塊16，鎖相環(huán)(pll)17。

本發(fā)明具體實(shí)施步驟如下：

(a).永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變換器的控制步驟為：

a1)利用電壓傳感器6采集風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓信號(hào)ugabc以及直流母線電壓信號(hào)udc，利用電流傳感器7采集網(wǎng)側(cè)變換器輸出三相電流信號(hào)igabc；

a2)將采集到的風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓信號(hào)ugabc經(jīng)過數(shù)字鎖相環(huán)(pll)17后得到風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)正序電壓適量的電角度θg和同步電角速度ωe；

a3)將風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓信號(hào)ugabc經(jīng)過靜止三相abc坐標(biāo)系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率坐標(biāo)變換模塊14，轉(zhuǎn)換為靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下的電壓信號(hào)，即ugα、ugβ；

a4)采用風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)正序電壓d軸定向方式，將步驟a3)所得靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下的電壓信號(hào)ugα、ugβ經(jīng)靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系到正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系的恒功率變換模塊15、16，再經(jīng)過2ω1陷波器11濾波，得到風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓在電網(wǎng)不對稱故障條件下運(yùn)行期間的正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系下的dq軸分量，即

a5)將采集到的網(wǎng)側(cè)變換器三相電流信號(hào)igabc經(jīng)過靜止三相abc坐標(biāo)軸系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率坐標(biāo)變換模塊14得到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下的電流igα、igβ；

a6)將步驟a5)所得靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下網(wǎng)側(cè)變換器輸出電流igα、igβ經(jīng)靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系到正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系的恒功率變換模塊15、16，再經(jīng)過2ω1陷波器11濾波，得到網(wǎng)側(cè)變換器輸出電流在正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的dq軸分量，即

a7)將采集到的直流母線電壓信號(hào)udc輸送至網(wǎng)側(cè)變換器正序電流參考值計(jì)算模塊8，按照下式，可確定網(wǎng)側(cè)變換器正序電流參考值：

式中，kp1和τi1分別為正序電流參考值計(jì)算模塊pi調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)；

a8)將步驟a4)和a7)所得到的風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓在正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的dq軸分量以及網(wǎng)側(cè)變換器正序電流參考值輸送至網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流最大幅值計(jì)算模塊19，按照下式，可確定正序電流限制和直流母線電壓限制下的永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)所能輸出負(fù)序電流的幅值，取下式兩者中計(jì)算值較小的一個(gè)作為最大負(fù)序電流幅值：

式中，|igmax|為網(wǎng)側(cè)變換器允許流過的最大電流幅值，分別為風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)正、負(fù)序電壓分量的幅值，km為調(diào)制系數(shù)，當(dāng)采用空間矢量調(diào)制時(shí)，ωe為同步電角速度，lg為并聯(lián)網(wǎng)側(cè)變換器的進(jìn)線電抗器的電感；

a9)將步驟a4)和步驟a8)獲得的并網(wǎng)點(diǎn)電壓在反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的dq軸分量以及最大負(fù)序電流幅值輸送至網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值計(jì)算模塊9，確定網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值

本發(fā)明所述的網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值計(jì)算模塊9，具體實(shí)施步驟如下所示：

a9.1)電網(wǎng)不對稱故障運(yùn)行期間，未經(jīng)限幅的網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流dq軸參考值可由下式獲得：

式中，分別為網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值計(jì)算模塊輸出的未經(jīng)限幅的負(fù)序電流分量，kp2和τi2分別為正序電流參考值計(jì)算模塊pi調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)；

a9.2)利用步驟a9.1)得到的未經(jīng)限幅的網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流dq軸參考值進(jìn)行以下判斷：

a9.3)若滿足步驟a9.2)的判斷條件，則網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考指令按照步驟a9.1)所述輸出；

a9.4)若不滿足步驟a9.2)的判斷條件，則網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考指令按照下式獲得：

式中，為網(wǎng)側(cè)變換器正序電流參考值幅值，為未經(jīng)限幅的網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序電流參考值計(jì)算模塊輸出電流幅值。

a10)將步驟a7)和a9)計(jì)算得到的網(wǎng)側(cè)變換器正序、負(fù)序電流參考值分別輸送至網(wǎng)側(cè)變換器正序、負(fù)序電流內(nèi)環(huán)控制環(huán)節(jié)，按照下式，得到網(wǎng)側(cè)變換器在正向、反向同步速角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系控下的正、負(fù)序制電壓dq軸分量

式中，kp3和τi3分別為網(wǎng)側(cè)變換器正序控制系統(tǒng)中電流內(nèi)環(huán)pi控制器的比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)，kp4和τi4分別為網(wǎng)側(cè)變換器負(fù)序控制系統(tǒng)中電流環(huán)pi控制器的比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)；

a11)將步驟a10)得到的網(wǎng)側(cè)變換器正、負(fù)序控制電壓dq軸分量和分別經(jīng)過正向、反向同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率變換模塊12、13得到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下正、負(fù)序控制電壓

a12)將步驟a11)得到的網(wǎng)側(cè)變換器正、負(fù)序控制電壓和直流母線電壓udc通過空間矢量調(diào)制模塊4產(chǎn)生網(wǎng)側(cè)變換器pwm驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

(b)永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)機(jī)側(cè)變換器的控制步驟為：

b1)永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組機(jī)側(cè)變換器2采用矢量控制策略，其控制電壓通過空間矢量脈寬調(diào)制模塊4產(chǎn)生電機(jī)側(cè)變換器pwm驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以限制不對稱故障期間永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)有功功率輸出。具體實(shí)施步驟b1)如下：

b1.1)電網(wǎng)不對稱故障運(yùn)行期間，設(shè)定機(jī)側(cè)變換器電流參考指令為：

本發(fā)明在電網(wǎng)不對稱故障下實(shí)現(xiàn)了無互聯(lián)通信條件下永磁直驅(qū)風(fēng)電場和異步風(fēng)電場的系統(tǒng)控制，充分利用永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組網(wǎng)側(cè)變換器電流裕量，在保證混合風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功支撐的同時(shí)，協(xié)同控制負(fù)序電流以抑制電網(wǎng)負(fù)序電壓，減弱永磁直驅(qū)風(fēng)電場的動(dòng)態(tài)無功支撐對臨近異步風(fēng)電場故障穿越能力技術(shù)電能質(zhì)量的影響。

圖3、4、5分別為單相接地短路故障、兩相相間短路故障以及兩相接地短路故障時(shí)采用傳統(tǒng)控制策略與本發(fā)明所提控制策略的混合風(fēng)電場運(yùn)行仿真波形對比圖。相比于控制永磁直驅(qū)風(fēng)電場全部用于抑制負(fù)序電網(wǎng)電壓(方案1)，采用本發(fā)明提出的控制策略，可有效提高電網(wǎng)正序電網(wǎng)幅值，降低異步風(fēng)電場無功功率的2倍頻波動(dòng)程度，提高異步風(fēng)電場故障穿越能力；同時(shí)，相比于控制永磁直驅(qū)風(fēng)電場滿發(fā)正序無功電流(方案2)，采用本發(fā)明提出的控制策略，可有效降低混合風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)處的負(fù)序電壓以及異步風(fēng)電場有功、無功的2倍頻波動(dòng)，提高異步風(fēng)電場并網(wǎng)電能質(zhì)量。

本方法以不增設(shè)硬件設(shè)備為前提，在限制永磁直驅(qū)風(fēng)電場有功功率輸出的同時(shí)，充分利用網(wǎng)側(cè)變換器電流裕量，在控制網(wǎng)側(cè)變換器輸出滿足電網(wǎng)導(dǎo)則的正序無功的基礎(chǔ)上，利用剩余電流裕量輸出負(fù)序電流以協(xié)同抑制并網(wǎng)點(diǎn)負(fù)序電壓，減小永磁直驅(qū)風(fēng)電場運(yùn)行行為對異步風(fēng)電場運(yùn)行行為的負(fù)面影響，有效提高異步風(fēng)電場電網(wǎng)故障運(yùn)行能力及其并網(wǎng)電能質(zhì)量。

最后需要說明的是，本發(fā)明的上述實(shí)例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。盡管申請人參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。