风电机组电网侧变流器控制方法、系统、设备及存储介质与流程

本公开的实施例属于风电机组变流器控制，具体涉及一种风电机组电网侧变流器控制方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、在风力发电系统中，风电机组电网侧变流器是连接风力发电机组和电网的关键组件，用于实现电能的双向传输，对风力发电机组的电流、电压进行控制和调节，将风力发电机产生的电能调整为电网要求的电能，确保电能传输的质量，实现风电系统的稳定运行，避免影响电网的稳定性和安全性。

2、目前对于风电机组电网侧变流器的控制采用电压和频率控制、最大功率跟踪控制、无功功率控制、功率平衡控制等，缺少对于变流器在电网系统中行为的深入理解，当工况改变时不易确保系统的稳定性。

技术实现思路

1、本公开的实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种风电机组电网侧变流器控制方法、系统、设备及存储介质。

2、本公开的一个方面提供一种风电机组电网侧变流器控制方法，所述方法包括：

3、获取电网侧变流器模型参数；

4、根据所述电网侧变流器模型参数，建立电网侧变流器等效模型；其中，所述电网侧变流器等效模型包括逆变桥、滤波电路和电网等值电路；

5、根据所述电网侧变流器等效模型，得到变流器状态方程数学模型；

6、根据所述状态方程数学模型，计算得到电网侧变流器传递函数和基本矢量控制全电压方程；

7、根据所述电网侧变流器传递函数和所述基本矢量控制全电压方程，控制风电机组电网侧变流器。

8、进一步地，所述电网侧变流器模型参数包括电网等效电阻和电感、变流器输出控制电压、变流器输出电流、电网电压、电网输入电流、变流器串联电阻和电感、变流器并网点电压、滤波电容电压、滤波电流以及滤波器的调谐电感、滤波电容和阻尼电阻。

9、可选的，所述变流器状态方程数学模型如下式所示：

10、

11、其中，ic为变流器输出电流，ig为电网输入电流，ufc为滤波电容电压，ilf为滤波电感电流，lc为变流器串联电感，lg为电网等效电感，cf为滤波器滤波电容，lf为滤波器调谐电感，uc为变流器输出控制电压，upcc为变流器并网点电压，ug为电网电压，rc为变流器串联电阻，rg为电网等效电阻。

12、进一步地，所述根据所述状态方程数学模型，得到电网侧变流器传递函数，包括：

13、将upcc＝rf(ic-ig-ilf)+ufc代入所述变流器状态方程数学模型，得到如下式所示的电网侧变流器传递函数：

14、

15、其中，s表示复频率。

16、进一步地，所述根据所述状态方程数学模型，得到基本矢量控制全电压方程，包括：

17、求得在dq坐标系下的方程其中，t为dq到abc坐标系的转化矩阵；

18、方程两端同时乘以所述转化矩阵t的转置t’，得到

19、求解方程得到基本矢量控制全电压方程。

20、进一步地，所述转化矩阵求解得到的所述基本矢量控制全电压方程如下式所示：

21、

22、其中，p表示微分算子。

23、可选的，所述基本矢量控制全电压方程还包括负序坐标系下负序电压电流的关系方程：

24、

25、本公开的另一方面提供一种风电机组电网侧变流器控制系统，所述系统包括：

26、获取模块，用于获取电网侧变流器模型参数；

27、等效模型模块，用于根据所述电网侧变流器模型参数，建立电网侧变流器等效模型；其中，所述电网侧变流器等效模型包括逆变桥、滤波电路和电网等值电路；

28、数学模型模块，用于根据所述电网侧变流器等效模型，得到变流器状态方程数学模型；

29、计算模块，用于根据所述状态方程数学模型，计算得到电网侧变流器传递函数和基本矢量控制全电压方程；

30、控制模块，用于根据所述电网侧变流器传递函数和所述基本矢量控制全电压方程，控制风电机组电网侧变流器。

31、本公开的又一方面提供一种电子设备，包括：

32、至少一个处理器；以及，

33、与所述至少一个处理器通信连接的存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述至少一个处理器执行时，能使得所述至少一个处理器实现上文所述的风电机组电网侧变流器控制方法。

34、本公开的再一方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上文所述的风电机组电网侧变流器控制方法。

35、本公开实施例的一种风电机组电网侧变流器控制方法、系统、设备及存储介质，通过对变流器进行数学建模，帮助理解变流器在电网中的行为，可以进行仿真分析，验证设计的控制算法和策略在实际工作中的有效性和可靠性，对系统参数和控制策略进行优化设计，确保系统在不同工况下的稳定性，提高风电变流器在电网中的性能和效率。

技术特征：

1.一种风电机组电网侧变流器控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电网侧变流器模型参数包括电网等效电阻和电感、变流器输出控制电压、变流器输出电流、电网电压、电网输入电流、变流器串联电阻和电感、变流器并网点电压、滤波电容电压、滤波电流以及滤波器的调谐电感、滤波电容和阻尼电阻。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变流器状态方程数学模型如下式所示：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述状态方程数学模型，得到电网侧变流器传递函数，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述状态方程数学模型，得到基本矢量控制全电压方程，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述转化矩阵求解得到的所述基本矢量控制全电压方程如下式所示：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基本矢量控制全电压方程还包括负序坐标系下负序电压电流的关系方程：

8.一种风电机组电网侧变流器控制系统，其特征在于，所述系统包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的风电机组电网侧变流器控制方法。

技术总结本公开的实施例提供一种风电机组电网侧变流器控制方法、系统、设备及存储介质。所述方法包括：获取电网侧变流器模型参数；根据所述电网侧变流器模型参数，建立电网侧变流器等效模型；其中，所述电网侧变流器等效模型包括逆变桥、滤波电路和电网等值电路；根据所述电网侧变流器等效模型，得到变流器状态方程数学模型；根据所述状态方程数学模型，计算得到电网侧变流器传递函数和基本矢量控制全电压方程；根据所述电网侧变流器传递函数和所述基本矢量控制全电压方程，控制风电机组电网侧变流器。本公开的实施例通过对变流器进行数学建模，帮助理解变流器在电网中的行为，便于对系统参数和控制策略进行优化设计，提高变流器在电网中的性能和效率。技术研发人员：逯智科,郭小江,唐巍,施俊佼,胡皓,张煜杭,范唯,秦雪妮,卢文龙受保护的技术使用者：盛东如东海上风力发电有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10