买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：南通大学

摘要：本发明涉及新能源发电技术领域，尤其涉及一种基于MPC的双馈风力发电机暂态磁链与无功补偿的LVRT控制方法，包括：首先为减小双馈风力发电机工作时绕组损耗，在双馈风力发电机转子侧与电网侧采用无功功率分配控制方法。其次，为解决转子低电压穿越期间定子暂态磁链变化，导致转子侧过电压与转子回路过电流问题，在转子侧注入定子磁链前馈补偿，以及转子负序与暂态直流磁链产生的转子补偿电流。在此基础上，结合三矢量MPC算法，以转子回路电流设计目标函数，通过暂态补偿电流相角度取值，进一步约束电网电压故障时转子端过电压与过电流问题。本发明与传统矢量控制策略相比，控制策略能有效降低转子电流，限制转子电压。

主权项：1.一种基于MPC的双馈风力发电机暂态磁链与无功补偿的LVRT控制方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1、设计双馈风力发电机转子侧与电网侧无功分配系数，使转子侧和电网侧变流器共同为双馈感应发电机DFIG提供励磁功率；步骤2、在电网电压故障跌落期间，在转子侧通过注入定子磁链前馈补偿和转子负序与暂态直流磁链产生的转子暂态补偿电流，来抑制转子端过电压和过电流的幅值，加快定子暂态磁链的衰减速度；步骤3、考虑转子暂态补偿电流与定子暂态直流磁链角度问题，结合三矢量模型预测控制MPC算法，设计以转子回路电流为目标函数；考虑转子暂态补偿电流的角度θ取值，约束电网电压故障时转子端过电压与过电流问题；所述步骤1具体为：根据双馈风力发电机参数计算出所需的无功磁化功率Qmc，考虑转子侧变流器与定子侧变流器共同向电网提供无功磁化功率，其无功分配系数为τ，减小转子回路电流和减小DFIG的绕组总损耗；所述步骤2具体为：步骤2.1、在转子侧变流器控制中引入定子磁链前馈补偿策略，加快定子磁链衰减速度；步骤2.2、当电网电压发生不对称故障时，在转子侧变流器中注入转子负序与暂态直流磁链产生的转子暂态补偿电流，来抑制转子端过电压和过电流的幅值和加快定子暂态磁链的衰减速度；所述步骤3具体为：在双馈风力发电控制策略中引入三矢量MPC算法，在电网电压故障期间，对风力发电系统未来控制量Nc个时刻的行为进行预测，以转子回路电流为目标函数；考虑转子暂态补偿电流的角度θ取值，选择两个最优有效矢量和一个零矢量组成一个开关周期Ts的最优控制量；计算三个矢量的作用时间ti、tj、tz，对作用时间再分配，采用七段法零矢量分布的SVPWM实现方法产生脉冲输出信号控制DFIG运行；首先设置双馈发电机初始运行状态，包括风速、双馈发电机定转子绕组、自感与互感参数；然后采集电网三相电压电流用于计算双馈发电机定子暂态磁链负序磁链和定子在dq旋转同步坐标系下的磁链用于计算电网故障情况下转子补偿电流和定子磁链前馈补偿量；设计三矢量MPC控制算法，其中定义转子端电压开关函数Sw为：Sw＝[000；100；110；010；011；001；101；111]；Vabc＝Swi,:'*Vdc-Vdc2；其中，Sw为转子侧变流器开关管上管八个矢量状态，下管与其状态互补；Vabc为该状态下变流器输出端电压；然后由双馈发电机数学模型建立转子侧变流器在dq坐标系下离散数学模型； 考虑暂态直流磁链与暂态直流磁链补偿电流角度θ的关系，使θ在±5°变换，以寻求最优转子端电压；转子侧变流器目标函数为： 其中，为转子电流参考值；idrk+2，iqrk+2为未来两步预测电流值，mdr，mqr为转子侧变流器dq轴电流权重系数；将和idrk+2，iqrk+2代入目标函数中，计算第一个有效矢量ui，并存储该矢量的开关函数序号i；然后在剩下5个开关函数中求取第二个有效矢量uj，并存储该矢量的开关函数序号j；最后计算三矢量有效作用时间ti，tj，tz，采用七段法零矢量分布的SVPWM实现方法产生脉冲输出信号控制DFIG运行；根据双馈发电机磁化所需的无功功率计算方程为： 其中，Qmc双馈发电机磁化功率；vl为电网线电压；fs为电网频率；Lm为双馈发电机定转子互感；设电网侧变流器提供双馈发电机励磁功率为Qs＝1-τQmc，τ0＜τ＜1为无功分配系数，转子侧变流器提供无功功率为Qr＝τsQmc，其中，s为转差率。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南通大学 一种基于MPC的双馈风力发电机暂态磁链与无功补偿的LVRT控制方法