CN115995828B 一种虚拟同步双馈风机经串补并网系统次同步振荡抑制方法、系统 （昆明理工大学）

compensatedDFIG-ba一种虚拟同步双馈风机经串补并网系统次本发明公开了一种虚拟同步双馈风机经串从双馈风机并网系统等效阻抗角度，揭示基于VSG的网侧换流器对次同步振荡的正阻尼特性；结合自抗扰控制分析虚拟同步双馈风机并网系子器件参与到新能源发电系统带来的次同步振2从双馈风机并网系统等效阻抗角度，揭示基于VSG的网侧换流器对次同步振荡的正阻结合自抗扰控制分析虚拟同步双馈风机并网系统的PQPI别为VSG输出电压控制q轴比例系数和积分系数；Isd和Isq分别为同步旋转坐标系下定子电流的稳态量的d轴分量和q轴分量；Usd和Usq分别为同步旋转坐标系下定子电压的稳态工作gS1.2、获取稳定状态时VSG控制参数与系统网络运行参数，并以dq旋转坐标系为参考2.根据权利要求1所述的虚拟同步双馈风机经串补并网系统次同步振荡抑制方法，其3G和XG分别为双馈风机等效电阻和电抗；Rs为双馈风机定子绕组和箱变电阻之rVSG和XVSG分别为VSG的等效电阻与电抗；RG1和XG1分别为接入VSG后的双馈风机等3.根据权利要求1所述的虚拟同步双馈风机经串补并网系统次同步振荡抑制方法，其特征在于：所述结合自抗扰控制分析虚拟同步双馈风机并网系统的次同步振荡抑制机理，igd和igq分别为电网输入电流d轴和q轴分量；⑴N为同步角速度；EVSGd为VSG输出电压d轴分分析网侧换流器的电流内环PI控制参数对次同步振荡的p2和Ki2分别为网侧换流器电流内环控制中PI控制器的d轴比例系数与积44.根据权利要求1所述的虚拟同步双馈风机经串补并网系统次同步振荡抑制方法，其可知，网侧换流器的电流内环控制d轴与q轴存在耦合；为实55.根据权利要求4所述的虚拟同步双馈风机经串补并网系统次同步振荡抑制方法，其6.根据权利要求1所述的虚拟同步双馈风机经串补并网系统次同步振荡抑制方法，其7.根据权利要求6所述的虚拟同步双馈风机经串补并网系统次同步振荡抑制方法，其6[0001]本发明涉及一种虚拟同步双馈风机经串补并网系统次同[0002]虚拟同步发电机(VSG)模拟了同步发电机的惯性与频率响应特性，可克服高比例[0005]本发明提供了一种虚拟同步双馈风机经串补并网系统次同步振荡抑制方法、系7双馈风机并网系统的次同步振荡抑制机理，进而构建了符合上述机理的改进自抗扰控制揭示基于VSG的网侧换流器对次同步振荡的正阻尼特性；结合自抗扰控制分析虚拟同步双均为2×2阶传递函数矩阵；TJ和Dp分别为转动惯子电流的稳态量的d轴分量和q轴分量；Usd和Usq分别为同步旋转坐标系下定子电压的稳态8[0014]所述从双馈风机并网系统等效阻抗角度，揭示基于VSG的网侧换流器对次同步振r9[0050]所述扩展式扩张状态观测器ESO在于将Fal函数滤波器放在虚拟同步双馈风机经制模块，用于采用改进自抗扰控制器对虚拟同步双馈风机经串补并网系统次同步振荡抑[0055]本发明的有益效果是：本发明从双馈风机并网系统等效阻抗揭示VSG对次同步振[0064]图9为本发明一实施例VSG接入前后系统有功输出与电流FFT分析对比图；其中，[0065]图10为本发明一实施例0.4串补度下PI控制器与自抗扰控制器响应特性曲线对比[0066]图11为本发明一实施例0.6串补度下PI控制器与自抗扰控制器响应特性曲线对比为风速11m/s时不同控制下风电场有功输出，(b)为风速10m/s时不同控制下风电场有功输[0069]图14为本发明一实施例不同接地短路故障时不同抑制措施下[0073]本发明选取如图1所示的虚拟同步双馈风机并网系统作为案例实施的拓扑结构。上对网侧换流器增加电压前馈控制以实现双馈风机虚拟同步控制。具体过程为VSG控制输子侧变流器和网侧变流器之间的直流滤波电容构成直流环节，网侧换流器的LCL滤波器作0.023p.u.0.018p.u.0.016p.u.0.16p.u.2.9p.u.0.060.01p.u.0.06p.u.0.1p.u.0.14.p.u0.005p.u.0.033p.u.[0085]步骤S2、从双馈风机并网系统等效阻抗角度，揭示VSG对次同步振荡的正阻尼特F2均表示为2×2阶传数矩阵；和Fi为用于功率计算的小信号传递函数矩阵；F2为电压扰动向量[Δusd,Δm和Em分别为VSG有功控制输出相角和励磁控制输出电压；KVp1和KVi1分别为的额定有功功率P＝1500kW，额定无功功率Q＝0kvar，开关频率＝10kHz，滤波电感L=r将系统内外扰动和不确定因素扩张为系统状态变量，以对系统控制器进行实时反馈与补0,Δisub_gq)可表示为并网系统isub_q)进行实时估计，且在网侧换流器输出电压上进行实时补偿。则[0149]S4.2、改进自抗扰控制构建，包括：非线性微分跟踪器(TD)、扩张状态观测器[0152]扩张状态观测器(ESO)可根据系统输出与被控对象输入来跟踪状态信息和估计系kFalFd为系统d轴总扰动量(相比F1多增加系统未建模部分)；2103k1201dβ01ρ+β02ρ+k1β01ρ>0及dβ01ρ+β02ρ+k1β01ρ)>β02ρ,据放缩法可12bdβ02ρ/β02ρ)>[kk12bdβ02ρ/(kbdβ01ρ+β02ρ[0217]基于我国华北某风电场搭建仿真模型，验证VSG对次同步振荡影响机理分析正确L2为串补电容容抗。以下将由三方面验证本发明所提次同步振荡分析机理与所提抑[0219]为验证VSG对双馈风机并网系统次同步振荡影响机理正确性，保持风机风速为阻抗幅值较大，使得低串补度下VSG对次同步振荡的抑制效果更优。但由于该控制方式下02=有功输出趋于平稳。自抗扰控制器对虚拟同步双馈风机经串补并网系统次同步