(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211210356.9 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区北农路2号 (72)发明人 刘其辉　闫佳颖　李晨宇　崔学深　 郭小江　汤海雁　申旭辉　李铮　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 万慧华 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) H02J 3/50(2006.01) (54)发明名称 双馈风电机组转子侧故障穿越控制方法、 系 统及电子设备 (57)摘要 本发明涉及一种双馈风电机组转子侧故障 穿越控制方法、 系统及电子设备， 属于风机故障 穿越领域， 首先考虑锁相环跟踪跳变的机端电压 相位的电压相位跟踪偏差， 确定双馈风电机组在 计及相位跳变的转子侧PWM电压控制方程， 进而 获得转子侧PWM电压控制补偿量方程， 然后双馈 风电机组进入低电压穿越阶段时， 采用低电压穿 越控制策略控制平稳穿越， 最后当双馈风电机组 进入故障清 除时刻时， 将转子侧PWM电压控制补 偿量方程计算的当前电压补偿量直接补偿至转 子侧PWM电压控制中， 能够在故障清除时刻降低 暂态过电压 。 权利要求书3页 说明书12页 附图6页 CN 115425689 A 2022.12.02 CN 115425689 A 1.一种双馈风电机组转子侧故障穿越 控制方法， 其特 征在于， 包括： 根据在交流系统发生故障后锁相环跟踪跳变的机端电压相位存在的电压相位跟踪偏 差， 确定双馈风电机组在计及相位跳变的转子侧PWM电压控制方程； 根据计及相位跳变的转子侧PWM电压控制方程， 确定转子侧PWM电压控制补偿量方程； 在交流系统发生故障后， 当双馈风电机组进入低电压穿越阶段时， 采用低电压穿越控 制策略控制网侧无功电流、 网侧有功电流、 转子侧无功电流和转子侧有功电流， 以保持双馈 风电机组并 网运行； 当双馈风电机组进入故障清除时刻时， 将转子侧PWM电压控制补偿量方程计算的当前 电压补偿量直接补偿 至转子侧PWM电压控制中， 以抑制暂态过电压， 并采用稳态控制策略控 制网侧无功电流、 网侧有功电流、 转子侧无功电流和转子侧有功电流。 2.根据权利要求1所述的双馈风电机组转子侧故障穿越控制方法， 其特征在于， 所述计 及相位跳变的转子侧PWM电压控制方程 为 式中， Rr表示转子侧电阻值， σ 表示漏磁系数， Lr表示转子侧电感值， s表示转差率， Lm表 示定转子之间的互感值， Ls表示定子侧电感值， u ′rd和u′rq分别表示计及相位跳变的转子侧d 轴和q轴控制电压， ird和irq分别表示转子d轴和q轴电流， w1表示同步角速度， Us表示机端定 子电压幅值， θ表示电压相位跟踪偏差， θ＝θreal‑θPLL， θreal表示机端电压实际相位， θPLL表示 锁相环输出相位。 3.根据权利要求2所述的双馈风电机组转子侧故障穿越控制方法， 其特征在于， 所述根 据计及相位跳变的转子侧PWM电压控制方程， 确 定转子侧PWM电压控制补偿量方程， 具体包 括： 确定不计及相位跳变的转子侧PWM电压控制方程 为 式中， urd和urq分别表示不计及相位跳变的转 子侧d轴和q轴控制电压， ψsd和 ψsq分别表示 不计及相位跳变的定 子磁链的d、 q轴分量； 根据计及相位跳变的转子侧PWM电压控制方程和不计及相位跳变的转子侧PWM电压控 制方程， 获得转子侧PWM电压控制补 偿量方程为 式中， Δ urd和Δurq分别表示计及相位跳变量补偿的转子侧d轴和q轴控制电压补偿量。 4.根据权利要求1所述的双馈风电机组转子侧故障穿越控制方法， 其特征在于， 所述当 双馈风电机组进入低电压穿越阶段时， 采用低电压穿越控制策略控制网侧无功电流、 网侧权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115425689 A 2有功电流、 转子侧无功电流和转子侧有功电流， 具体包括： 当双馈风电机组的机端电压标幺值Us小于0.9pu时， 判定双馈风电机组进入低电压穿越 阶段； 根据公式 控制风机 网侧变流器无功电流参考值； 式中， 表示风机 网侧 变流器无功电流参考值， Igmax表示网侧变流器所能承受 的最大电流值， 表示风机网侧变 流器有功电流 参考值； 取消功率外环， 采用公式 控制转子侧无功电流参考值； 式中， 表示转子侧变流器无功电流参考值， kq表示无功电流比例系数， ψsq表示定子磁链的q轴分 量； 利用公式 控制风机 网侧变流器有功电流参考值， 以维 持直流母线电压恒定； 式中， 表示风机网侧变流器有功电流参考值， kp表示比例控制参 数， ki表示积分控制参数， 表示直流母线电压的参 考值， Vdc表示直流母线电压的实际值； 采用无功优先的定电流控制策略， 利用公式 控制转子侧变流器有功电 流参考值； 式中， 表示转子侧变流器有功电流参考值， Irmax表示风机转子侧变流器所能承 受的最大电流 值， 表示转子侧变流器无功电流 参考值。 5.根据权利要求4所述的双馈风电机组转子侧故障穿越控制方法， 其特征在于， 所述当 双馈风电机组进入低电压穿越阶段时， 采用低电压穿越控制策略控制网侧无功电流、 网侧 有功电流、 转子侧无功电流和转子侧有功电流， 还 包括： 确定电网侧变换器内环的电压控制方程为 式中， ugd 和ugq分别表示电网侧变换器内环的d轴和q轴控制电压， igd和igq分别表示电网侧变换器d轴 和q轴电流， w1表示同步角速度， Rg表示网侧电阻值， Lg表示网侧电感值， Vd和Vq分别表示定子 电压的d、 q轴分量。 6.根据权利要求1所述的双馈风电机组转子侧故障穿越控制方法， 其特征在于， 当双馈 风电机组进入故障清除时刻时， 采用稳态控制策略控制网侧无功电流、 网侧有功电流、 转子 侧无功电流和转子侧有功电流， 具体包括： 根据公式 控制风机网侧变流器无功电流参考值； 式中， 表示风机网侧变流器无 功电流参考值； 取消功率外环， 采用公式 控制转子侧无功电流参考 值； 式中， 表示转子侧变流器无功电流参考值， 和Qs分别表示定子侧无功功率参考值和 定子侧无功 功率实际值；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115425689 A 3