【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开通常涉及诸如风力涡轮功率系统之类的基于逆变器的资源，并且更特别地，涉及用于减轻连接到串联补偿网络的电网形成和电网跟踪的基于逆变器的资源中的次同步振荡的系统和方法。
技术介绍
1、风功率被认为是目前可用的最清洁、最环境友好的能源之一，并且风力涡轮在这方面已经获得了越来越多的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型原理捕获风的动能。例如，转子叶片通常具有翼型的横截面轮廓，使得在操作期间，空气在叶片之上流动，在两侧之间产生压力差。因此，从压力侧指向吸力侧的升力作用在叶片上。升力在主转子轴上生成转矩，所述主转子轴通常与用于产生电力的发电机啮合。
2、风力涡轮可以被区分成两种类型：定速涡轮和变速涡轮。传统上，变速风力涡轮被控制为连接到功率电网的电流源。换句话说，变速风力涡轮依赖于由锁相环(pll)检测的电网频率作为参考，并将指定量的电流注入到电网中。风力涡轮的传统电流源控制基于以下假设：电网电压波形是具有固定频率和幅值的基础电压波形，并且风功率到电网中的渗透足够低，以便不会对电网电压幅值和频率造成干扰。因此，风力涡轮基于基础电压波形简单地将指定电流注入到电网中。然而，随着风功率的快速增长，风功率到一些电网中的渗透已经增加到其中风力涡轮发电机对电网电压和频率具有显著影响的程度。当风力涡轮位于弱电网中时，风力涡轮功率波动可能导致电网电压的幅值和频率变化的增加。这些波动可能不利影响pll和风力涡轮电流控制的性能和稳定性。
3、诸如双馈风力涡轮发电机之类的许多现
4、备选地，电网形成型转换器提供电压源特性，其中控制电压的角度和幅值以实现由电网所需的调节功能。利用这种结构，电流将根据电网的需求流动，而转换器有助于为电网建立电压和频率。这个特性可与基于驱动同步机器的涡轮的传统发电机相当。因此，电网形成源必须包括以下基本功能：(1)支持针对设备的额定值内的任何电流流动的电网电压和频率(实际和无功两者)；(2)通过允许电网电压或频率改变而不是断开设备(仅当电压或频率在由电网实体建立的界限之外时才允许断开)来防止超出设备电压或电流能力的操作；(3)对于任何电网配置或负载特性保持稳定，包括服务于孤立负载或与其他电网形成源连接，以及在这样的配置之间切换；(4)在连接到电网的其他电网形成源之中分担电网的总负载；(5)穿越主要的和次要的电网干扰两者，以及(6)满足要求(1)-(5)，而不要求与电网中存在的其他控制系统快速通信，或者与电网配置变化相关的外部产生的逻辑信号。
5、在20世纪90年代早期，开发了用于实现上述电网形成目标的基本控制结构，并针对电池系统进行了现场验证(例如，参见美国专利no.5798633，题为“battery energystorage power conditioning system”)。题为“system and method for control of agrid connected power generating system”的美国专利no.7804184和题为“controllerfor controlling a power converter”的美国专利no.9270194中公开了对于全转换器风力发电机和太阳能发电机的应用。题为“system and method for providing grid-forming control for a doubly-feb wind turbine generator”的pct/us2020/013787中公开了对于双馈风力涡轮发电机的电网形成控制的应用。
6、为了有效，基于电网形成(gfm)逆变器的资源(ibr)必须能够保持内部电压相量，当在电网条件下存在变化时，例如负载的突然增加/移除、导致相位跳变和/或频率快速变化的电网连接的打开或关闭时，所述内部电压相量不会快速移动。换句话说，来自电网形成的资源的功率必须能够突然改变以稳定电网，其中随后从更高级的控制功能命令到功率的随后缓慢复位。此外，电网形成的资源必须能够快速实施由于装置的功率处理部分的约束而存在的功率限制，例如电池、太阳能阵列和/或风力发电系统中的dc电压/电流。这样的响应对于电网上的严重干扰(例如其中功率限制将被动态调整以与电网条件相协调以用于从故障中安全恢复的故障)是需要的。此外，电网形成的资源应该能够快速跟踪来自更高级控制的命令的变化，例如，用于阻尼风力涡轮中的机械振动。然而，这样的要求可能难以实现。
7、此外，至少一些已知的公用电网包括一条或多条串联补偿传输线。连接到串联补偿传输线的双馈感应发电机(dfig)风力涡轮容易受到次同步振荡的影响。因此，在某些实例中，在次同步条件下，与dfig风力涡轮相关联的控制系统可对电网呈现负电阻。这主要是由高带宽转子电流控制环路引起的，其增加了有效转子侧电阻。不期望的次同步有功功率振荡可导致系统中的不稳定性和设备损坏。其中涉及电网、dfig、功率转换器和控制环路的这种次同步现象可以有效地断开风力涡轮与电网的连接。
8、鉴于前述内容，解决前面提及的问题的改进的系统和方法将在本领域中受到欢迎。因此，本公开针对用于减轻连接到串联补偿网络的电网形成和电网跟踪的基于逆变器的资源中的次同步功率振荡的系统和方法。
技术实现思路
1、本专利技术的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以由描述显而易见，或者可以通过本专利技术的实践来了解。
2、在一个方面中，本公开针对一种用于减轻经由串联补偿电网连接连接到电力网的基于逆变器的资源中的次同步功率振荡的方法。基于逆变器的资源具有功率转换器和发电机。方法包括经由控制器确定用于功率转换器的一个或多个转子电流命令。方法还包括经由控制器的软件模块将至少一个定子电流分量应用于一个或多个转子电流命令，以提供主动阻尼来减轻基于逆变器的资源中的次同步功率振荡。此外，方法包括经由控制器根据一个或多个转子电流命令和至少一个定子电流分量来确定用于基于逆变器的资源的至少一个电压命令。此外，方法包括至少部分基于电压命令经由控制器控制基于逆变器的资源。应当理解，方法可以进一步包括本文中描述的附加特征和/或步骤中的任何。
3、在另一方面中，本公开针对一种用于减本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于减轻经由串联补偿电网连接连接到电力网的基于逆变器的资源中的次同步功率振荡的方法，所述基于逆变器的资源具有功率转换器和发电机，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少一个定子电流分量应用于所述一个或多个转子电流命令进一步包括：
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括在将所述d分量定子电流分量和所述q分量定子电流分量分别应用于所述一个或多个转子电流指令的所述d分量和所述q分量之前，过滤和放大所述d分量定子电流分量和所述q分量定子电流分量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少一个定子电流分量应用于所述一个或多个转子电流命令进一步包括：
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括在将所述q分量定子电流分量应用于所述一个或多个转子电流命令的所述q分量之前，过滤和放大所述q分量定子电流分量。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用电网形成控制来控制所述基于逆变器的资源。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定用于所述功率转换器的所述一个或多个转子电流命令进一步包括：<...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于减轻经由串联补偿电网连接连接到电力网的基于逆变器的资源中的次同步功率振荡的方法，所述基于逆变器的资源具有功率转换器和发电机，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少一个定子电流分量应用于所述一个或多个转子电流命令进一步包括：
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括在将所述d分量定子电流分量和所述q分量定子电流分量分别应用于所述一个或多个转子电流指令的所述d分量和所述q分量之前，过滤和放大所述d分量定子电流分量和所述q分量定子电流分量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少一个定子电流分量应用于所述一个或多个转子电流命令进一步包括：
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括在将所述q分量定子电流分量应用于所述一个或多个转子电流命令的所述q分量之前，过滤和放大所述q分量定子电流分量。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用电网形成控制来控制所述基于逆变器的资源。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定用于所述功率转换器的所述一个或多个转子电流命令进一步包括：
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用电网跟踪控制来控制所述基于逆变器的资源。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于逆变器的资源包括风力涡轮功率系统、太阳能功率系统、能量存储功率系统或其组合中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述控制器包括所述风力涡轮功率系统的涡轮控制器或转换器控制器中的至少一个。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·蒂瓦里，R·罗伊，V·帕德玛劳，S·塔蒂康达，R·巴萨克，
申请(专利权)人：通用电气可再生能源西班牙有限公司，
类型：发明
国别省市：
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