風電場儲能系統諧波控制器及其參數整定方法
2023-07-01 12:21:01 1
專利名稱：風電場儲能系統諧波控制器及其參數整定方法
技術領域：
本發明涉及一種在風電場輸出母線上集中配置的儲能系統中，用於雙向變流器的諧波控制器及其參數整定方法，屬於風力發電併網技術領域。
背景技術：
風力發電由於資源豐富、節能環保、技術成熟等優點，成為新能源發電領域中發展的重點。伴隨著風力發電穿透率的不斷增加，風電系統對電網系統的影響也越來越大。由於風速的不確定性和間歇性，風電場輸出功率波動很大，不能穩定、持續地輸出電能。近年來，在風電場輸出母線上集中配置儲能系統的方法得到了廣泛應用，可以穩定風電場的輸出功率。由於集中配置的儲能裝置是加在交流電網側，需要單獨為儲能裝置配備變流器，而變流器作為非線性負載會在電力系統中產生大量諧波。同時變流器現在都大量使用脈寬調製技術(PWM)，PWM控制電路可以使電壓、電流非常接近正弦波，但是由於使用載波調製正弦信號，也產生了和載波有關的諧波分量。因此，針對風電場輸出母線上集中配置的儲能系統，需要提出一種諧波控制器，既要能對儲能系統輸入輸出的電壓、電流量進行控制，又要能抑制儲能系統注入電網系統的諧波分量，提高輸出電能的質量。同時，為了合理整定諧波控制器中的參數，僅憑試湊法和經驗法不光過程複雜，而且控制效果往往不盡如人意，這就需要提出相應的參數整定方法，對設計的諧波控制器進行參數整定。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠在控制儲能系統電壓和電流穩定的基礎上，抑制儲能系統向電網注入諧波的風電場儲能系統諧波控制器，以及一種能夠對風電場儲能系統諧波控制器的參數進行有效整定的參數整定方法.本發明採用如下技術方案解決上述技術問題本發明設計了一種風電場儲能系統諧波控制器，包括儲能系統、DC/DC變換器、電網、雙向變流器和SPWM，還包括雙閉環控制系統，所述雙閉環控制系統包括外環電壓PI控制器、內環電流PR控制器、第一比較器和第二比較器，其中所述儲能系統通過DC/DC變換器與雙向變流器的直流側連接，所述雙向變流器的另一側與電網連接；所述第一比較器在雙向變流器的直流側提取電壓信號Ud與輸入的直流電壓參考值Uref進行比較，並將產生的差值ev送入外環電壓PI控制器；所述外環電壓PI控制器輸出電流參考值iMf，並傳輸至第二比較器，所述第二比較器提取雙向變流器網側的電流信號iab。與電流參考值iMf進行比較，並將產生的差值ei輸入內環電流PR控制器，內環電流PR控制器產生驅動信號Uea e，並傳輸至SPWM ；所述SPWM對驅動信號Uea 0進行脈寬調試，對雙向變流器直流側電壓信號Ud和網側電流信號iab。進行反饋調節，從而實現雙閉環控制。
作為本發明的一種優化結構:所述內環電流PR控制器採用疊加諧波補償的比例
諧振控制器，所述疊加諧波補償的比例諧振控制器傳遞函數為
權利要求
1.一種風電場儲能系統諧波控制器，包括儲能系統、DC/DC變換器、電網、雙向變流器和SPWM，其特徵在於，還包括雙閉環控制系統，所述雙閉環控制系統包括外環電壓PI控制器、內環電流PR控制器、第一比較器和第二比較器，其中: 所述儲能系統通過DC/DC變換器與雙向變流器的直流側連接，所述雙向變流器的另一側與電網連接； 所述第一比較器在雙向變流器的直流側提取電壓信號Ud與輸入的直流電壓參考值Uref進行比較，並將產生的差值ev送入外環電壓PI控制器； 所述外環電壓PI控制 器輸出電流參考值Uf，並傳輸至第二比較器，所述第二比較器提取雙向變流器網側的電流信號iab。與電流參考值iMf進行比較，並將產生的差值ei輸入內環電流PR控制器，內環電流PR控制器產生驅動信號Uea 0，並傳輸至SPWM ； 所述SPWM對驅動信號Uca 0進行脈寬調試，對雙向變流器直流側電壓信號Ud和網側電流信號iab。進行反饋調節，從而實現雙閉環控制。
2.根據權利要求1所述的風電場儲能系統諧波控制器，其特徵在於，所述內環電流PR控制器採用疊加諧波補償的比例諧振控制器，所述疊加諧波補償的比例諧振控制器傳遞函數為
3.一種基於權利要求1所述的風電場儲能系統諧波控制器的參數整定方法，其特徵在於，所述參數整定方法以勞斯判據為基礎，並滿足不等式組
全文摘要
本發明公開了一種風電場儲能系統諧波控制器，包括儲能系統、DC/DC變換器、電網、雙向變流器和SPWM，還包括雙閉環控制系統，所述雙閉環控制系統包括外環電壓PI控制器、內環電流PR控制器、第一比較器和第二比較器；本發明還設計了一種風電場儲能系統諧波控制器的參數整定方法；本發明能夠在控制儲能系統電壓和電流穩定的基礎上，抑制儲能系統向電網注入諧波。
文檔編號H02J3/01GK103078322SQ20131003106
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月28日 優先權日2013年1月28日
發明者王冰, 王亮, 袁越, 黃存榮 申請人:河海大學