權(quán)利要求書： 1.一種通過調(diào)制和母線下垂實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)實(shí)時檢測雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc、轉(zhuǎn)子電流幅值Ir和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ωr；

(2)當(dāng)檢測到并網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc≤0.9Upcc_N時，令雙饋風(fēng)機(jī)切換至低電壓穿越運(yùn)行模式，否則，令雙饋風(fēng)機(jī)處于正常運(yùn)行模式；其中Upcc_N為并網(wǎng)點(diǎn)電壓標(biāo)稱值；

所述正常運(yùn)行模式下雙饋風(fēng)機(jī)的網(wǎng)側(cè)變流器、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制設(shè)計為：網(wǎng)側(cè)變流器采用傳統(tǒng)的電壓電流雙閉環(huán)矢量控制，其直流母線電壓指令dc_ref＝Udc_ref，其中Udc_ref為直流母線電壓的常設(shè)值；且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用功率電流雙閉環(huán)矢量控制，其調(diào)制采用空間矢量脈寬調(diào)制的線性調(diào)制區(qū)，即調(diào)制比m∈(0,0.907]，記為線性調(diào)制模式；

所述低電壓穿越運(yùn)行模式下雙饋風(fēng)機(jī)的網(wǎng)側(cè)變流器、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制設(shè)計如下：(2.1)估算待控轉(zhuǎn)子電壓的幅值Ur：其中，Upcc0代表電網(wǎng)故障發(fā)生前雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的幅值；Ls為定子繞組的全自感，Ls＝Lm+Lσs，Lm、Lσs分別為定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間的互感和定子漏感；D為雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的剩余程度，D＝upcc/Upcc_N；t0為故障發(fā)生時刻；τ＝Ls/Rs，τ為定子繞組時間常數(shù)，Rs表示轉(zhuǎn)子電阻；表示并網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc的初始相位；ω1表示雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc的角轉(zhuǎn)速；

s為轉(zhuǎn)差率，

(2.2)取步驟(2.1)待控轉(zhuǎn)子電壓的幅值Ur最大值，得到待控轉(zhuǎn)子電壓的峰值Urmax：(2.3)根據(jù)步驟(2.2)獲得的待控轉(zhuǎn)子電壓的峰值Urmax設(shè)定直流母線電壓控制方式和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的調(diào)制模式，包括以下子步驟：(2.3.1)計算網(wǎng)側(cè)變流器采用傳統(tǒng)的電壓電流雙閉環(huán)矢量控制，且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用線性調(diào)制模式時轉(zhuǎn)子側(cè)變流器輸出相電壓的峰值URSCmax1：(2.3.2)計算網(wǎng)側(cè)變流器采用母線電壓下垂控制，且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用線性調(diào)制模式時，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器輸出相電壓的峰值URSCmax2：其中，k為直流母線電壓的下垂系數(shù)；

(2.3.3)計算網(wǎng)側(cè)變流器采用母線電壓下垂控制，且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用非線性調(diào)制模式時，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器輸出相電壓的峰值URSCmax3：所述非線性調(diào)制模式為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器調(diào)制采用空間矢量調(diào)制的過調(diào)制區(qū)，調(diào)制比m∈(0.907,0.951]；

(2.3.4)根據(jù)步驟(2.2)得到的待控轉(zhuǎn)子電壓的峰值Urmax的歸屬范圍，確定網(wǎng)側(cè)變流器、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制設(shè)計：

(a)當(dāng)URSCmax1＜Urmax≤URSCmax2時，網(wǎng)側(cè)變流器采用母線電壓下垂控制，直流母線電壓指令dc_ref設(shè)置為

dc_ref＝{1+k·(1?D)}Udc_ref(6)且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用線性調(diào)制模式；

(b)當(dāng)URSCmax2＜Urmax≤URSCmax3時，網(wǎng)側(cè)變流器采用母線電壓下垂控制，直流母線電壓指令dc_ref設(shè)置同式(6)，且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用非線性調(diào)制模式；

(c)當(dāng)Urmax＞URSCmax3時，網(wǎng)側(cè)變流器、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制設(shè)計與步驟(b)相同，但需判斷轉(zhuǎn)子側(cè)變流器是否過流，包括以下兩種情況：(c1)如過流條件不存在，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制雙饋風(fēng)機(jī)按照風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)范要求向故障電網(wǎng)注入無功電流；

(c2)如過流條件存在，則閉鎖轉(zhuǎn)子側(cè)變流器脈沖，同時啟動轉(zhuǎn)子側(cè)撬棒電阻硬件保護(hù)，待過流條件消失后，重啟轉(zhuǎn)子側(cè)變流器，閉鎖轉(zhuǎn)子側(cè)撬棒電阻，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制雙饋風(fēng)機(jī)按照風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)范要求向電網(wǎng)注入無功電流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述通過調(diào)制和母線下垂實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法，其特征在于，所述直流母線電壓的常設(shè)值Udc_ref為1050或1200。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述通過調(diào)制和母線下垂實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法，其特征在于，所述雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的剩余程度D∈[0.2,0.9]。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述通過調(diào)制和母線下垂實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法，其特征在于，所述直流母線電壓的下垂系數(shù)的范圍為0.09≤k≤0.11。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述通過調(diào)制和母線下垂實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法，其特征在于，所述步驟(c)中過流條件為轉(zhuǎn)子電流幅值Ir＞1.5IrN，其中IrN為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器額度電流。

說明書： 一種通過調(diào)制和母線下垂實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電相關(guān)領(lǐng)域，尤其涉及一種通過調(diào)制和母線下垂實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法。

背景技術(shù)[0002] 近年來，隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的擴(kuò)大和總裝機(jī)容量在電網(wǎng)中所占比例的快速提高，世界各國紛紛出臺風(fēng)電并網(wǎng)導(dǎo)則，對并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定性、可靠性提出了明確要求。

電網(wǎng)規(guī)范要求風(fēng)電機(jī)組具有低電壓穿越能力，其中包括風(fēng)電場在電網(wǎng)故障期間應(yīng)提供無功

電流支持。然而，電網(wǎng)跌落故障下，雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器(RotorSideConverter，RSC)為

了實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)易觸發(fā)撬棒電阻Crowbar而被旁路，失去對風(fēng)機(jī)的功率控制，如何減少

Crowbar動作頻率和范圍已成實(shí)現(xiàn)低電壓穿越(Lowvoltageridethrough，LRT)的重要

內(nèi)容。

[0003] 需要指出的是，電網(wǎng)電壓跌落程度較小時，可以通過適當(dāng)提高網(wǎng)側(cè)變流器(GridSideConverter，GSC)直流母線電壓來提高RSC線性調(diào)制區(qū)的范圍，從而小幅提高了雙饋異

步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(DoublyfedInductionGenerator，DFIG)低電壓穿越的能力，但由于直流

母線電壓需小于母線電容的擊穿電壓，直流母線電壓不可無限制提高，無法應(yīng)對大部分電

壓跌落故障，因此如何進(jìn)一步提升故障穿越期間RSC的電壓輸出能力就成為雙饋風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)

低電壓穿越的又一關(guān)鍵。

[0004] 空間矢量脈寬調(diào)制(SpaceectorPulseWidthModulation，SPWM)技術(shù)在電機(jī)驅(qū)動和并網(wǎng)變流器控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)能在較低的開關(guān)頻率下獲得較好的諧波

抑制效果和比正弦脈寬調(diào)制(SinusoidalPulseWidthModulation，SPWM)約高15％的基

波電壓，而在過調(diào)制區(qū)可以獲得更高的調(diào)制電壓。同時，SPWM調(diào)制技術(shù)還有一個優(yōu)點(diǎn)即易

于實(shí)現(xiàn)數(shù)字和實(shí)時控制。

[0005] 因此，綜合分析、研究電網(wǎng)電壓跌落期間可以利用SPWM的過調(diào)制能力，可以調(diào)制出更高的轉(zhuǎn)子補(bǔ)償電壓，降低轉(zhuǎn)子過流程度，使DFIG正常提供無功功率，進(jìn)而提出一種充分

發(fā)揮過調(diào)制功能的低電壓穿越方案就顯得日益必要和迫切。

發(fā)明內(nèi)容[0006] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過調(diào)制和母線下垂實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法。本發(fā)明可減少Crowbar動作頻率和范圍，進(jìn)而提升雙饋風(fēng)機(jī)的低電

壓穿越運(yùn)行能力。

[0007] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種通過調(diào)制和母線下垂實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法，包括以下步驟：

[0008] (1)實(shí)時檢測雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc、轉(zhuǎn)子電流幅值Ir和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ωr；[0009] (2)當(dāng)檢測到并網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc≤0.9Upcc_N時，令雙饋風(fēng)機(jī)切換至低電壓穿越運(yùn)行模式，否則，令雙饋風(fēng)機(jī)處于正常運(yùn)行模式；其中Upcc_N為并網(wǎng)點(diǎn)電壓標(biāo)稱值；

[0010] 所述正常運(yùn)行模式下雙饋風(fēng)機(jī)的網(wǎng)側(cè)變流器、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制設(shè)計為：網(wǎng)側(cè)變流器采用傳統(tǒng)的電壓電流雙閉環(huán)矢量控制，其直流母線電壓指令dc_ref＝Udc_ref，其中

Udc_ref為直流母線電壓的常設(shè)值；且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用功率電流雙閉環(huán)矢量控制，其調(diào)制采

用空間矢量脈寬調(diào)制的線性調(diào)制區(qū)，即調(diào)制比m∈(0,0.907]，記為線性調(diào)制模式；

[0011] 所述低電壓穿越運(yùn)行模式下雙饋風(fēng)機(jī)的網(wǎng)側(cè)變流器、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制設(shè)計如下：

[0012] (2.1)估算待控轉(zhuǎn)子電壓的幅值Ur：[0013][0014] 其中，Upcc0代表電網(wǎng)故障發(fā)生前雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的幅值；Ls為定子繞組的全自感，Ls＝Lm+Lσs，Lm、Lσs分別為定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間的互感和定子漏感；D為雙饋風(fēng)機(jī)并

網(wǎng)點(diǎn)電壓的剩余程度，D＝upcc/Upcc_N；t0為故障發(fā)生時刻；τ＝Ls/Rs，τ為定子繞組時間常數(shù)，

Rs表示轉(zhuǎn)子電阻；表示并網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc的初始相位；ω1表示雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc的角

轉(zhuǎn)速；s為轉(zhuǎn)差率，

[0015] (2.2)取步驟(2.1)待控轉(zhuǎn)子電壓的幅值Ur最大值，得到待控轉(zhuǎn)子電壓的峰值Urmax：[0016][0017] (2.3)根據(jù)步驟(2.2)獲得的待控轉(zhuǎn)子電壓的峰值Urmax設(shè)定直流母線電壓控制方式和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的調(diào)制模式，包括以下子步驟：

[0018] (2.3.1)計算網(wǎng)側(cè)變流器采用傳統(tǒng)的電壓電流雙閉環(huán)矢量控制，且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用線性調(diào)制模式時轉(zhuǎn)子側(cè)變流器輸出相電壓的峰值URSCmax1：

[0019][0020] (2.3.2)計算網(wǎng)側(cè)變流器采用母線電壓下垂控制，且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用線性調(diào)制模式時，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器輸出相電壓的峰值URSCmax2：

[0021][0022] 其中，k為直流母線電壓的下垂系數(shù)；[0023] (2.3.3)計算網(wǎng)側(cè)變流器采用母線電壓下垂控制，且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用非線性調(diào)制模式時，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器輸出相電壓的峰值URSCmax3：

[0024][0025] 所述非線性調(diào)制模式為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器調(diào)制采用空間矢量調(diào)制的過調(diào)制區(qū)，調(diào)制比m∈(0.907,0.951]；

[0026] (2.3.4)根據(jù)步驟(2.2)得到的待控轉(zhuǎn)子電壓的峰值Urmax的歸屬范圍，確定網(wǎng)側(cè)變流器、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制設(shè)計：

[0027] (a)當(dāng)URSCmax1＜Urmax≤URSCmax2時，網(wǎng)側(cè)變流器采用母線電壓下垂控制，直流母線電壓指令dc_ref設(shè)置為

[0028] dc_ref＝{1+k·(1?D)}Udc_ref(6)[0029] 且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用線性調(diào)制模式；[0030] (b)當(dāng)URSCmax2＜Urmax≤URSCmax3時，網(wǎng)側(cè)變流器采用母線電壓下垂控制，直流母線電壓指令dc_ref設(shè)置同式(6)，且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器采用非線性調(diào)制模式；

[0031] (c)當(dāng)Urmax＞URSCmax3時，網(wǎng)側(cè)變流器、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制設(shè)計與步驟(b)相同，但需判斷轉(zhuǎn)子側(cè)變流器是否過流，包括以下兩種情況：

[0032] (c1)如過流條件不存在，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制雙饋風(fēng)機(jī)按照風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)范要求向故障電網(wǎng)注入無功電流；

[0033] (c2)如過流條件存在，則閉鎖轉(zhuǎn)子側(cè)變流器脈沖，同時啟動轉(zhuǎn)子側(cè)撬棒電阻硬件保護(hù)，待過流條件消失后，重啟轉(zhuǎn)子側(cè)變流器，閉鎖轉(zhuǎn)子側(cè)撬棒電阻，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制雙

饋風(fēng)機(jī)按照風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)范要求向電網(wǎng)注入無功電流。

[0034] 進(jìn)一步地，所述直流母線電壓的常設(shè)值Udc_ref為1050或1200。[0035] 進(jìn)一步地，所述雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的剩余程度D∈[0.2,0.9]。[0036] 進(jìn)一步地，所述直流母線電壓的下垂系數(shù)的范圍為0.09≤k≤0.11。[0037] 進(jìn)一步地，所述步驟(c)中過流條件為轉(zhuǎn)子電流幅值Ir＞1.5IrN，其中IrN為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器額度電流。

[0038] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的核心思想是通過GSC母線電壓下垂控制和RSC過調(diào)制區(qū)的合理運(yùn)用，提升雙饋風(fēng)電機(jī)組抵御電網(wǎng)電壓跌落故障誘發(fā)的過壓沖擊的能力，當(dāng)電

壓跌落幅度較小時，通過GSC母線電壓下垂控制可顯著提升線性調(diào)制模式下的RSC電壓輸出

能力，且該控制不會引入轉(zhuǎn)子諧波電壓；當(dāng)電壓跌落幅度較大時，通過GSC母線電壓下垂控

制和非線性調(diào)制模式的運(yùn)用，大幅提升RSC電壓輸出能力；本發(fā)明可以有效減小轉(zhuǎn)子側(cè)

Crowbar動作的范圍和頻率，更好地滿足電網(wǎng)規(guī)范對風(fēng)電機(jī)組故障穿越運(yùn)行能力的要求，具

有如下特點(diǎn)：

[0039] 1)GSC母線電壓指令的動態(tài)優(yōu)化；[0040] 2)RSC調(diào)制模式隨轉(zhuǎn)子感生電壓的靈活切換；[0041] 3)GSC母線電壓下垂和RSC調(diào)制模式的協(xié)同控制。附圖說明[0042] 圖1表示本發(fā)明方法的控制流程圖；[0043] 圖2表示采用低電壓穿越方法前后轉(zhuǎn)子可控電壓的區(qū)域；其中，圖2(B)為圖2(A)的局部放大。

具體實(shí)施方式[0044] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施案例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。[0045] 本發(fā)明的一種雙饋風(fēng)電機(jī)組通過調(diào)制設(shè)計和母線電壓下垂控制實(shí)現(xiàn)低電壓穿越的方法流程圖如圖1所示；雙饋風(fēng)電機(jī)組，簡稱雙饋風(fēng)機(jī)或DFIG；本發(fā)明包括以下步驟：

[0046] 1.實(shí)時檢測雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc、轉(zhuǎn)子電流幅值Ir和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ωr；[0047] 2.當(dāng)檢測到并網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc跌落至0.9倍并網(wǎng)點(diǎn)電壓標(biāo)稱值Upcc_N或以下，即upcc≤0.9Upcc_N時，令雙饋風(fēng)機(jī)切換至低電壓穿越運(yùn)行模式；否則，令雙饋風(fēng)機(jī)處于正常運(yùn)行模式，

所述正常運(yùn)行模式為最大功率點(diǎn)追蹤(MaximumPowerPointTracking，MPPT)模式；

[0048] 所述正常運(yùn)行模式下雙饋風(fēng)機(jī)的網(wǎng)側(cè)變流器(GSC)、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器(RSC)的控制設(shè)計如下：

[0049] 1.1網(wǎng)側(cè)變流器GSC采用傳統(tǒng)的電壓電流雙閉環(huán)矢量控制，其直流母線電壓指令f

dc_ref＝Udc_ref，其中Udc_ref為直流母線電壓的常設(shè)值；對于兆瓦級雙饋風(fēng)電機(jī)組，Udc_re 通常

設(shè)定為1050或1200；

[0050] 1.2轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC采用功率電流雙閉環(huán)矢量控制，其調(diào)制采用空間矢量脈寬調(diào)制(SPWM)的線性調(diào)制區(qū)，即調(diào)制比m∈(0,0.907]，記為線性調(diào)制模式；采用線性調(diào)制模式

時轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC輸出相電壓的峰值URSCmax1為：

[0051][0052] 其中URSC為RSC輸出相電壓的幅值；[0053] 式(1)表明，采用線性調(diào)制模式時轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC輸出相電壓的峰值URSCmax1為直流母線電壓指令dc_ref值的

[0054] 所述低電壓穿越運(yùn)行模式下雙饋風(fēng)機(jī)的網(wǎng)側(cè)變流器(GSC)、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器(RSC)的控制設(shè)計如下：

[0055] 2.1首先估算待控轉(zhuǎn)子電壓的幅值Ur：[0056][0057] 其中，Upcc0代表電網(wǎng)故障發(fā)生前雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的幅值；Ls為定子繞組的全自感，Ls＝Lm+Lσs，Lm、Lσs分別為定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間的互感和定子漏感；D為雙饋風(fēng)機(jī)并

網(wǎng)點(diǎn)電壓的剩余程度，D＝upcc/Upcc_N，且D∈[0.2,0.9]；t0為故障發(fā)生時刻；τ＝Ls/Rs，τ為定

子繞組時間常數(shù)，Rs表示轉(zhuǎn)子電阻；表示并網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc的初始相位；ω1表示雙饋風(fēng)機(jī)并

網(wǎng)點(diǎn)電壓upcc的角轉(zhuǎn)速；s為轉(zhuǎn)差率，

[0058] 從式(2)可以看出，電網(wǎng)故障發(fā)生后的待控轉(zhuǎn)子電壓(轉(zhuǎn)子繞組感生電壓)由兩部分組成：第一部分由定子磁鏈強(qiáng)迫分量決定，約為故障后電網(wǎng)電壓的s倍；第二部分由定子

磁鏈的自由分量決定，約為電網(wǎng)電壓跌落幅度的(1?s)倍。顯然，電壓跌落幅度越大，待控轉(zhuǎn)

子電壓越大。

[0059] 2.2取步驟2.1待控轉(zhuǎn)子電壓的幅值Ur最大值，得到待控轉(zhuǎn)子電壓的峰值Urmax：[0060][0061] 2.3根據(jù)步驟2.2獲得的待控轉(zhuǎn)子電壓的峰值Urmax設(shè)定直流母線電壓控制方式和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC的調(diào)制模式，包括以下子步驟：

[0062] 2.3.1)計算網(wǎng)側(cè)變流器GSC采用母線電壓下垂控制，且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC采用線性調(diào)制模式時轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC輸出相電壓的峰值URSCmax2：

[0063][0064] 其中，k為直流母線電壓的下垂系數(shù)，k＝(Udcmax?Udc_ref)/{Udc_ref(1?Dmin)}，其中Udcmax為直流母線電壓的保護(hù)閾值，Dmin為D的最小值，D為雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的剩余程度，D

＝upcc/Upcc_N，且D∈[0.2,0.9]；對于普通兆瓦級雙饋風(fēng)電機(jī)組，可令0.09≤k≤0.11；

[0065] 2.3.2)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC調(diào)制采用空間矢量調(diào)制(SPWM)的過調(diào)制區(qū)，調(diào)制比m∈(0.907,0.951]，記為非線性調(diào)制模式；故網(wǎng)側(cè)變流器GSC采用母線電壓下垂控制，且轉(zhuǎn)子側(cè)

變流器RSC采用非線性調(diào)制模式時，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC輸出相電壓的峰值URSCmax3：

[0066][0067] 2.3.3)根據(jù)步驟2.2得到的待控轉(zhuǎn)子電壓的峰值Urmax的歸屬范圍，確定網(wǎng)側(cè)變流器(GSC)、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器(RSC)的控制設(shè)計：

[0068] a)當(dāng)URSCmax1＜Urmax≤URSCmax2時，網(wǎng)側(cè)變流器GSC采用母線電壓下垂控制，直流母線電壓指令dc_ref設(shè)置為

[0069] dc_ref＝{1+k·(1?D)}Udc_ref(6)[0070] 且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC采用線性調(diào)制模式；[0071] b)當(dāng)URSCmax2＜Urmax≤URSCmax3時，網(wǎng)側(cè)變流器GSC采用母線電壓下垂控制，直流母線電壓指令dc_ref設(shè)置同式(6)；且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC采用非線性調(diào)制模式；

[0072] c)當(dāng)Urmax＞URSCmax3時，網(wǎng)側(cè)變流器(GSC)、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器(RSC)的控制設(shè)計與步驟b)相同，但需判斷轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC是否過流；所述過流條件為轉(zhuǎn)子電流幅值Ir＞1.5IrN，其中

IrN為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC額度電流；包括以下兩種情況：

[0073] c1)如過流條件不存在，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC控制雙饋風(fēng)機(jī)DFIG按照風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)范要求向故障電網(wǎng)注入無功電流；

[0074] c2)如過流條件存在，則閉鎖轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC脈沖，同時啟動轉(zhuǎn)子側(cè)撬棒電阻Crowbar硬件保護(hù)，待過流條件消失后，重啟轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC，閉鎖轉(zhuǎn)子側(cè)撬棒電阻

Crowbar，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器RSC控制雙饋風(fēng)機(jī)DFIG按照風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)范要求向電網(wǎng)注入無功電

流。

[0075] 該步驟的目的是顧及轉(zhuǎn)子側(cè)Crowbar的底線防護(hù)作用，防止RSC過電流的發(fā)生。這里RSC過流條件設(shè)置為1.5倍額定電流，也可以根據(jù)風(fēng)機(jī)變流器的實(shí)際過流閾值而改變。

[0076] RSC采用非線性調(diào)制的實(shí)質(zhì)是充分利用變流器過調(diào)制區(qū)，亦即空間矢量調(diào)制六邊形內(nèi)切圓與外接圓之間的非線性調(diào)制區(qū)域，以盡可能提升RSC輸出電壓水平，進(jìn)而增強(qiáng)對轉(zhuǎn)

子感生電壓的可控性。需要指出的是，采用非線性調(diào)制會在一定程度上增加轉(zhuǎn)子諧波電壓，

進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子諧波電流。但考慮非線性調(diào)制區(qū)作用時間較短，且與抑制過電壓的效益相比，

轉(zhuǎn)子諧波電流的影響完全可以忽略不計。

[0077] 步驟1?2共同構(gòu)成本發(fā)明的一種雙饋風(fēng)電機(jī)組通過調(diào)制設(shè)計和母線電壓下垂控制實(shí)現(xiàn)低電壓穿越的方法。

[0078] 圖2表示采用本發(fā)明的低電壓穿越方法前后轉(zhuǎn)子可控電壓的區(qū)域仿真模型。其中Ur表示電網(wǎng)故障發(fā)生后轉(zhuǎn)子電壓的幅值；Urmax0、Urmax1、Urmax2分別表示采用傳統(tǒng)低電壓穿越

控制方式、僅采用本發(fā)明的母線電壓下垂控制方式和同時采用本發(fā)明的過調(diào)制設(shè)計和母線

電壓下垂控制方式下RSC輸出線電壓的峰值；在發(fā)生故障后，根據(jù)(3)式不難發(fā)現(xiàn)，DFIG運(yùn)行

在超同步狀態(tài)(s<0)時，轉(zhuǎn)子電壓幅值最大值發(fā)生在t＝0時刻，因此轉(zhuǎn)子電壓幅值最大值

為：

[0079][0080] 為方便計算，仿真模型中 取值為1，取值為0，Upcc0取值為690sqrt(2/3)。[0081] 在正常模式和采用傳統(tǒng)低電壓穿越控制方式時，直流母線電壓指令dc_ref設(shè)定為dc_ref＝Udc_ref，在采用本發(fā)明的母線電壓下垂控制方式和同時采用本發(fā)明的過調(diào)制設(shè)計和

母線電壓下垂控制方式直流母線電壓指令設(shè)置為dc_ref＝{1+k·(1?D)}Udc_ref。為方便計

算，仿真模型中k取0.1，Udc_ref取1050。

[0082] 根據(jù)圖2(A)，可見Urmax0、Urmax1和Urmax2三個平面有較大差距，Urmax1平面略高于Urmax0平面，Urmax2平面則遠(yuǎn)高于Urmax0平面，且Ur平面在Urmax2平面之上的部分很小，說明采用本發(fā)

明方法可抵御絕大部分電壓跌落故障且抵御效果要遠(yuǎn)好于采用傳統(tǒng)低電壓穿越控制方法。

根據(jù)圖2(B)，電壓跌落發(fā)生之后，僅采用本發(fā)明的母線電壓下垂控制方式比采用傳統(tǒng)低電

壓穿越控制方式控制范圍高了7％左右，而同時采用本發(fā)明的過調(diào)制設(shè)計和母線電壓下垂

控制方式比采用傳統(tǒng)低電壓穿越控制方式控制范圍高了13％左右，有效提升了雙饋風(fēng)電機(jī)

組抵御電網(wǎng)電壓跌落故障誘發(fā)的過壓沖擊的能力，減小轉(zhuǎn)子側(cè)Crowbar動作的范圍和頻率，

提高了DFIG的無功功率輸出能力。