權(quán)利要求書： 1.一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法，其特征在于，包括：在所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓上升時，根據(jù)所述端電壓的變化指標(biāo)生成電壓校正信號，并將所述電壓校正信號作為前饋控制信號附加到所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器的輸出端，校正所述PI控制器輸出的直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效內(nèi)電勢的d、q軸分量，以減小等效電源輸出電壓，從而抑制所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的暫態(tài)過電壓。

2.如權(quán)利要求1所述的抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法，其特征在于，判斷所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓是否上升的方式包括：若Δ＞Tsd1，則判斷所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓上升；

或者 則判斷所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓上升；

其中，表示所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓，Δ表示所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓的變化量； 表示端電壓的變化率；Tsd1和Tsd2表示判斷門檻值，且Tsd1>0，Tsd2>0。

3.如權(quán)利要求1或2所述的抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法，其特征在于，所述端電壓的變化指標(biāo)為所述端電壓的變化量，或者所述端電壓的變化率；

根據(jù)所述端電壓的變化指標(biāo)生成電壓校正信號的具體方式為：對所述端電壓的變化指標(biāo)執(zhí)行增益、濾波、微分中的一種或多種操作，生成所述電壓校正信號。

4.如權(quán)利要求3所述的抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法，其特征在于，對所述端電壓的變化指標(biāo)執(zhí)行增益、濾波、微分中的一種或多種操作，生成所述電壓校正信號，包括：

按照Edctrl＝k1Δd、Eqctrl＝k2Δq分別生成所述電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl；

或者，按照 分別生

成所述電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl；

或者，按照 分別生成所述電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl；

其中，表示所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓，Δ表示所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓的變化量；d和q分別表示所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓在鎖相坐標(biāo)系下的d軸分量和q軸分量，Δd和Δq分別表示d和q的變化量； 和 分別表示d和q的變化率；k1和k2為增益參數(shù)，k3～k10為濾波參數(shù)，s為微分算子。

5.一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：端電壓測量模塊、控制啟動模塊、電壓校正信號生成模塊和端電壓響應(yīng)優(yōu)化模塊；

所述端電壓測量模塊，其與所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的輸出端相連，用于測量所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓，和/或端電壓變化量，和/或端電壓變化率，和所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓的d軸分量d和q軸分量q；

所述控制啟動模塊，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于根據(jù)所述端電壓測量模塊的測量結(jié)果判斷所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓是否上升，并生成相應(yīng)的控制啟動信號；所述控制啟動信號在所述端電壓上升時，指示所述電壓校正信號生成模塊開始工作；

所述控制啟動信號在所述端電壓下降或維持不變時，指示所述電壓校正信號生成模塊不工作；

所述電壓校正信號生成模塊，其輸入端與所述控制啟動模塊及端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于在所述控制啟動信號指示所述電壓校正信號生成模塊開始工作時，根據(jù)所述端電壓的變化指標(biāo)生成電壓校正信號；

所述端電壓響應(yīng)優(yōu)化模塊，其第一輸入端與所述電壓校正信號生成模塊的輸出端連接，其第二輸入端與所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器的輸出端相連，其用于將所述電壓校正信號作為前饋控制信號附加到所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器的輸出端，校正所述PI控制器輸出的直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效內(nèi)電勢的d、q軸分量，以減小所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的等效電源輸出電壓，從而抑制所述直驅(qū)風(fēng)機(jī)的暫態(tài)過電壓。

6.如權(quán)利要求5所述的抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓校正信號生成模塊包括：第一增益放大器、第二增益放大器和第一限幅器；

所述第一增益放大器，其輸入端與所述輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于按照Edctrl＝k1Δd生成所述電壓校正信號的d軸分量Edctrl；

所述第二增益放大器，其輸入端與所述輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于按照Eqctrl＝k2Δq生成所述電壓校正信號的q軸分量Eqctrl；

所述第一限幅器，其輸入端與所述第一增益放大器和所述第二增益放大器的輸出端相連，其輸出端作為所述電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對所述電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl進(jìn)行限幅操作；

其中，Δd和Δq分別表示d和q的變化量；k1和k2為增益參數(shù)，s為微分算子。

7.如權(quán)利要求5所述的抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓校正信號生成模塊包括：第一生成單元、第二生成單元和第二限幅器；

所述第一生成單元，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為所述第一生成單元用于按照 生成所述電壓校正信號的d軸分量Edctrl；

所述第二生成單元，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為所述第二生成單元用于按照 生成所述電壓校正信號的q軸分量Eqctrl；

所述第二限幅器，其輸入端與所述第一生成單元和所述第二生成單元的輸出端相連，其輸出端作為所述電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對所述電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl進(jìn)行限幅操作；

其中， 和 分別表示d和q的變化率；k3～k6為增益參數(shù)，s為微分算子。

8.如權(quán)利要求5所述的抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓校正信號生成模塊包括：第三生成單元、第四生成單元和第三限幅器；

所述第三生成單元，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為所述第三生成單元用于按照 生成所述電壓校正信號的d軸分量Edctrl；

所述第四生成單元，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為所述第四生成單元用于按照 生成所述電壓校正信號的q軸分量Eqctrl；

所述第三限幅器，其輸入端與所述第三生成單元和所述第四生成單元的輸出端相連，其輸出端作為所述電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對所述電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl進(jìn)行限幅操作；

其中，Δd和Δq分別表示d和q的變化量；k7～k10為增益參數(shù)，s為微分算子。

說明書： 一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法及系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)電壓安全控制領(lǐng)域，更具體地，涉及一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的的附加控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)[0002] 近年來，隨著風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)中的比例日益升高，已經(jīng)逐漸成為決定系統(tǒng)動態(tài)行為的核心因素，而控制器是決定風(fēng)力發(fā)電機(jī)動態(tài)特性的核心因素。

[0003] 隨著直驅(qū)風(fēng)機(jī)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，其暫態(tài)過電壓問題頻繁出現(xiàn)，危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。直驅(qū)風(fēng)機(jī)的暫態(tài)過電壓問題的出現(xiàn)，嚴(yán)重?fù)p害供電質(zhì)量、危害供電安全，

既可能造成風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)，也可能造成相鄰線路跳閘等一系列問題，對電力系統(tǒng)安全運(yùn)行產(chǎn)生

巨大威脅。目前常見的應(yīng)用在直驅(qū)風(fēng)機(jī)中的端電壓前饋控制，是采集端電壓作為前饋控制

信號，使得直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效電源的輸出電壓可以快速響應(yīng)網(wǎng)側(cè)電壓的變化，從而減小過電流。

[0004] 雖然上述端電壓前饋控制可以保護(hù)直驅(qū)風(fēng)機(jī)免受過電流的沖擊，但常規(guī)的前饋控制只能滿足使直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效電壓的輸出電壓快速跟蹤端電壓的變化，并沒有考慮直驅(qū)風(fēng)機(jī)

的暫態(tài)過電壓的問題，也無法有效抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)中的暫態(tài)過電壓。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法及系統(tǒng)，其目的在于，有效抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)的暫態(tài)過電壓，以保證電力系統(tǒng)的安

全運(yùn)行。

[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法，包括：

[0007] 在直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓上升時，根據(jù)端電壓的變化指標(biāo)生成電壓校正信號，并將電壓校正信號附加到直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器的輸出端，校正PI控制器輸

出的直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效內(nèi)電勢的d、q軸分量，以減小直驅(qū)風(fēng)機(jī)的等效電源輸出電壓，從而抑制直

驅(qū)風(fēng)機(jī)的暫態(tài)過電壓。

[0008] 進(jìn)一步地，判斷直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓是否上升的方式包括：[0009] 若Δ＞Tsd1，則判斷直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓上升；[0010] 或者 則判斷直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓上升；[0011] 其中，表示直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓，Δ表示直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓的變化量； 表示端電壓的變化率；Tsd1和Tsd2表示判斷門檻值，且Tsd1>0，Tsd2>0。

[0012] 進(jìn)一步地，端電壓的變化指標(biāo)為端電壓的變化量，或者端電壓的變化率；[0013] 根據(jù)端電壓的變化指標(biāo)生成電壓校正信號的具體方式為：[0014] 對端電壓的變化指標(biāo)執(zhí)行增益、濾波、微分中的一種或多種操作，生成電壓校正信號。

[0015] 進(jìn)一步地，對端電壓的變化指標(biāo)執(zhí)行增益、濾波、微分中的一種或多種操作，生成電壓校正信號，包括：

[0016] 按照Edctrl＝k1Δd、Eqctrl＝k2Δq分別生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl；

[0017] 或者，按照 分別生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl；

[0018] 或者，按照 分別生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl；

[0019] 其中，表示直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓，Δ表示直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓的變化量；d和q分別表示直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓在鎖相坐標(biāo)系下的d軸分量和q軸分量，Δd和Δq分別表示d和q

的變化量； 和 分別表示d和q的變化率；k1和k2為增益參數(shù)，k3～k10為濾波參數(shù)，s為

微分算子。

[0020] 按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制系統(tǒng)，包括：端電壓測量模塊、控制啟動模塊、電壓校正信號生成模塊和端電壓響應(yīng)優(yōu)化模塊；

[0021] 端電壓測量模塊，其與直驅(qū)風(fēng)機(jī)的輸出端相連，用于測量直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓，和/或端電壓變化量，和/或端電壓變化率，和直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓的d軸分量d和q軸分量q；

[0022] 控制啟動模塊，其輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于根據(jù)端電壓測量模塊的測量結(jié)果判斷直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓是否上升，并生成相應(yīng)的控制啟動信號；控制啟

動信號在端電壓上升時，指示電壓校正信號生成模塊開始工作；控制啟動信號在端電壓下

降或維持不變時，指示電壓校正信號生成模塊不工作；

[0023] 電壓校正信號生成模塊，其輸入端與控制啟動模塊和端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于在控制啟動信號指示電壓校正信號生成模塊開始工作時，根據(jù)端電壓的變化指

標(biāo)生成電壓校正信號；

[0024] 端電壓響應(yīng)優(yōu)化模塊，其第一輸入端與電壓校正信號生成模塊的輸出端連接，其第二輸入端與直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器的輸出端相連，其用于將電壓

校正信號作為前饋控制信號附加到直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器的輸出

端，校正PI控制器輸出的直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效內(nèi)電勢的d、q軸分量，以減小等效電源輸出電壓，從

而抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)的暫態(tài)過電壓。

[0025] 在一些可選的實(shí)施例中，電壓校正信號生成模塊包括：第一增益放大器、第二增益放大器和第一限幅器；

[0026] 第一增益放大器，其輸入端與輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于按照Edctrl＝k1Δd生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl；

[0027] 第二增益放大器，其輸入端與輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于按照Eqctrl＝k2Δq生成電壓校正信號的q軸分量Eqctrl；

[0028] 第一限幅器，其輸入端與第一增益放大器和第二增益放大器的輸出端相連，其輸出端作為電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分

量Eqctrl進(jìn)行限幅操作；

[0029] 其中，Δd和Δq分別表示d和q的變化量；k1和k2為增益參數(shù)，s為微分算子。[0030] 在一些可選的實(shí)施例中，電壓校正信號生成模塊包括：第一生成單元、第二生成單元和第二限幅器；

[0031] 第一生成單元，其輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為 第一生成單元用于按照 生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl；

[0032] 第二生成單元，其輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為 第二生成單元用于按照 生成電壓校正信號的q軸分量

Eqctrl；

[0033] 第二限幅器，其輸入端與第一生成單元和第二生成單元的輸出端相連，其輸出端作為電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量

Eqctrl進(jìn)行限幅操作；

[0034] 其中， 和 分別表示d和q的變化率；k3～k6為增益參數(shù)，s為微分算子。[0035] 在一些可選的實(shí)施例中，電壓校正信號生成模塊包括：第三生成單元、第四生成單元和第三限幅器；

[0036] 第三生成單元，其輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為 第三生成單元用于按照 生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl；

[0037] 第四生成單元，其輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為第四生成單元用于按照 生成電壓校正信號的q軸分量

Eqctrl；

[0038] 第三限幅器，其輸入端與第三生成單元和第四生成單元的輸出端相連，其輸出端作為電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量

Eqctrl進(jìn)行限幅操作；

[0039] 其中，Δd和Δq分別表示d和q的變化量；k7～k10為增益參數(shù)，s為微分算子。[0040] 總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，能夠取得以下有益效果：[0041] (1)本發(fā)明在直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓升高時，利用直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓的變化指標(biāo)，即變化量、變化率等，生成電壓校正信號，并附加于直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器

的輸出端，校正PI控制器輸出的直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效內(nèi)電勢的d、q軸分量，能夠減小直驅(qū)風(fēng)機(jī)的等

效電源輸出電壓，從而抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)的暫態(tài)過電壓，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

[0042] (2)本發(fā)明所提出的附加控制方法，僅響應(yīng)于端電壓升高的情況，而在端電壓不變或下降時不動作，能夠在保證抑制暫態(tài)過電壓的情況下，不影響直驅(qū)風(fēng)機(jī)的正?？刂啤?br>
附圖說明[0043] 圖1為現(xiàn)有的直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器生成等效內(nèi)電勢的控制示意圖；[0044] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法流程圖；[0045] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制示意圖；[0046] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制系統(tǒng)示意圖；

[0047] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的含直驅(qū)風(fēng)機(jī)的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；[0048] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的直驅(qū)風(fēng)機(jī)附加控制的原理圖；[0049] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的直驅(qū)風(fēng)機(jī)附加控制結(jié)果比較圖；[0050] 在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或者結(jié)構(gòu)，其中：[0051] 1、2為同步發(fā)電機(jī)組，3為由一臺直驅(qū)風(fēng)機(jī)等值的直驅(qū)風(fēng)電場，4、5為發(fā)電設(shè)備并網(wǎng)變壓器，6、7為負(fù)荷，8～11為π型等效線路。

具體實(shí)施方式[0052] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并

不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要

彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

[0053] 在本發(fā)明中，本發(fā)明及附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。

[0054] 在詳細(xì)解釋本發(fā)明的技術(shù)方案之前，先對現(xiàn)有的直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器生成等效內(nèi)電勢的原理進(jìn)行簡要介紹，如圖1所示，現(xiàn)有的電流控制器包括兩個支路，分別用于用于生

成等效內(nèi)電勢的d、q軸分量，d軸控制支路的控制具體為：采集直驅(qū)風(fēng)機(jī)的d軸電流id，將其

與d軸電流參考值idr作差后，進(jìn)行PI控制，得到d軸電壓參考值Ed；q軸控制支路的控制具體

為：采集直驅(qū)風(fēng)機(jī)的q軸電流iq，將其與q軸電流參考值iqr作差后，進(jìn)行PI控制，得到q軸電壓

參考值Eq；然后通過坐標(biāo)變換將d軸電壓參考值Ed和q軸電壓參考值Eq轉(zhuǎn)換為直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效

電源的輸出電壓。

[0055] 針對現(xiàn)有的前饋控制無法抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓，導(dǎo)致無法保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法及系統(tǒng)，其

整體思路在于：利用直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓及其變化信息生成控制信號，使其響應(yīng)于端電壓升高

的情況，而在端電壓不變或下降時不動作，且當(dāng)系統(tǒng)端電壓升高時，基于端電壓的變化情況

生成相應(yīng)的電壓校正信號，附加到直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器的端電壓前饋控制支路中，降低直

驅(qū)風(fēng)機(jī)等效電壓源的輸出電壓，從而抑制暫態(tài)過電壓。該思路源于附加阻尼的思想，即當(dāng)直

驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓增大時，控制啟動模塊驅(qū)動附加控制動作，附加一個阻尼信號控制風(fēng)機(jī)的

等效電壓源降低電壓輸出，從而抑制暫態(tài)過電壓。以下為實(shí)施例。

[0056] 實(shí)施例1：[0057] 一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法，如圖2所示，包括：[0058] 在直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓上升時，根據(jù)端電壓的變化指標(biāo)生成電壓校正信號，并將電壓校正信號附加到直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器的輸出端，校正PI控制器輸

出的直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效內(nèi)電勢的d、q軸分量，以減小直驅(qū)風(fēng)機(jī)的等效電源輸出電壓，從而抑制直

驅(qū)風(fēng)機(jī)的暫態(tài)過電壓；

[0059] 容易理解的是，為了使附加電壓校正信號后，直驅(qū)風(fēng)機(jī)的等效電源輸出電壓有所減小，本發(fā)明中，所生成的電壓校正信號的d軸分量和q軸分量都應(yīng)為負(fù)值；

[0060] 在實(shí)際應(yīng)用中，具體可根據(jù)端電壓的變化量或者變化率來判斷直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓是否上升；作為一種可選的實(shí)施方式，本實(shí)施例中，具體根據(jù)端電壓的變化量判斷直驅(qū)風(fēng)機(jī)端

電壓是否上升，且具體的判斷方式為：

[0061] 若Δ>Tsd1，則判斷直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓上升；[0062] 其中，表示直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓，Δ表示直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓的變化量，Tsd1表示判斷門檻值，為一大于0的參數(shù)；應(yīng)當(dāng)說明的是，此處僅為本發(fā)明可選的實(shí)施方式，不應(yīng)理解為

對本發(fā)明的唯一限定；例如，在本發(fā)明其他的一些實(shí)施例中，判斷直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓上升的具

體方式為：若 則判斷直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓上升， 表示直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓的變化

率，Tsd2為判斷的門檻值，為一大于0的參數(shù)；

[0063] 本發(fā)明中，端電壓的變化指標(biāo)可以為端電壓的變化量，或者端電壓的變化率；[0064] 根據(jù)端電壓的變化指標(biāo)生成電壓校正信號的具體方式為：對端電壓的變化指標(biāo)執(zhí)行增益、濾波、微分中的一種或多種操作，生成電壓校正信號；

[0065] 作為一種可選的實(shí)施方式，本實(shí)施例中，端電壓的變化指標(biāo)為端電壓的變化量，且生成電壓校正信號的具體方式為：

[0066] 按照Edctrl＝k1Δd、Eqctrl＝k2Δq分別生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl；k1和k2為增益參數(shù)，s為微分算子；增益參數(shù)k1和k2可根據(jù)直驅(qū)風(fēng)機(jī)自身的參數(shù)相應(yīng)

設(shè)定；

[0067] 容易理解的是，本實(shí)施例中，將電壓校正信號附加到直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器的輸出端，具體是指將電壓校正信號的d軸分量Edctrl附加到PI控制器輸

出的d軸支路中，將電壓校正信號的q軸分量Eqctrl附加到PI控制器輸出的q軸支路中。

[0068] 實(shí)施例2：[0069] 一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法，本實(shí)施例與上述實(shí)施例1類似，所不同之處在于，本實(shí)施例中，端電壓的變化指標(biāo)為端電壓的變化率，且生成電壓校正信號的

具體方式為：

[0070] 按照 分別生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl；

[0071] 其中， 和 分別表示d和q的變化率；k3～k6為增益參數(shù)，s為微分算子。[0072] 實(shí)施例3：[0073] 一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制方法，本實(shí)施例與上述實(shí)施例1類似，所不同之處在于，本實(shí)施例中，端電壓的變化指標(biāo)為端電壓的變化量，且生成電壓校正信號的

具體方式為：

[0074] 或者，按照 分別生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量Eqctrl；

[0075] 其中，Δd和Δq分別表示d和q的變化量；k7～k10為增益參數(shù)，s為微分算子。[0076] 實(shí)施例4：[0077] 一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制系統(tǒng)，如圖3所示，包括：端電壓測量模塊、控制啟動模塊、電壓校正信號生成模塊和端電壓響應(yīng)優(yōu)化模塊；

[0078] 端電壓測量模塊，其與直驅(qū)風(fēng)機(jī)的輸出端相連，用于測量直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓，和/或端電壓變化量，和/或端電壓變化率，和直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓的d軸分量d和q軸分量q；

[0079] 控制啟動模塊，其輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于根據(jù)端電壓測量模塊的測量結(jié)果判斷直驅(qū)風(fēng)機(jī)的端電壓是否上升，并生成相應(yīng)的控制啟動信號；控制啟

動信號在端電壓上升時，指示電壓校正信號生成模塊開始工作；控制啟動信號在端電壓下

降或維持不變時，指示電壓校正信號生成模塊不工作；

[0080] 電壓校正信號生成模塊，其輸入端與控制啟動模塊和端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于在控制啟動信號指示電壓校正信號生成模塊開始工作時，根據(jù)端電壓的變化指

標(biāo)生成電壓校正信號；

[0081] 端電壓響應(yīng)優(yōu)化模塊，其第一輸入端與電壓校正信號生成模塊的輸出端連接，其第二輸入端與直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器的輸出端相連，其用于將電壓

校正信號作為前饋控制信號附加到直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器的輸出

端，校正PI控制器輸出的直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效內(nèi)電勢的d、q軸分量，以減小直驅(qū)風(fēng)機(jī)的等效電源輸

出電壓，從而抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)的暫態(tài)過電壓；如圖3所示，本實(shí)施例中，端電壓響應(yīng)優(yōu)化模塊具

體由兩個加法器構(gòu)成，其中一個加法器用于利用電壓校正信號的d軸分量校正PI控制器輸

出的直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效內(nèi)電勢的d軸分量，另一個加法器用于利用電壓校正信號的q軸分量校正

PI控制器輸出的直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效內(nèi)電勢的q軸分量，兩個加法器的輸出端與電流控制器的坐

標(biāo)變換單元連接。

[0082] 實(shí)施例5：[0083] 一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與上述實(shí)施例4類似，所不同之處在于，本實(shí)施例中，電壓校正信號生成模塊包括：第一增益放大器、第二增益放大

器和第一限幅器；

[0084] 第一增益放大器，其輸入端與輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于按照Edctrl＝k1Δd生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl；

[0085] 第二增益放大器，其輸入端與輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于按照Eqctrl＝k2Δq生成電壓校正信號的q軸分量Eqctrl；

[0086] 第一限幅器，其輸入端與第一增益放大器和第二增益放大器的輸出端相連，其輸出端作為電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分

量Eqctrl進(jìn)行限幅操作；

[0087] 其中，Δd和Δq分別表示d和q的變化量；k1和k2為增益參數(shù)，s為微分算子。[0088] 實(shí)施例6：[0089] 一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與上述實(shí)施例4類似，所不同之處在于，如圖4所示，本實(shí)施例中，電壓校正信號生成模塊包括：第一生成單元、第二

生成單元和第二限幅器；

[0090] 第一生成單元，其輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為 第一生成單元用于按照 生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl；

如圖4所示，本實(shí)施例中，第一生成單元由依次連接的濾波器、微分器和增益放大器構(gòu)成；

[0091] 第二生成單元，其輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為 第二生成單元用于按照 生成電壓校正信號的q軸分量Eqctrl；

如圖4所示，本實(shí)施例中，第二生成單元由依次連接的濾波器、微分器和增益放大器構(gòu)成；

[0092] 第二限幅器，其輸入端與第一生成單元和第二生成單元的輸出端相連，其輸出端作為電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量

Eqctrl進(jìn)行限幅操作；

[0093] 其中， 和 分別表示d和q的變化率；k3～k6為增益參數(shù)，s為微分算子。[0094] 實(shí)施例7：[0095] 一種抑制直驅(qū)風(fēng)機(jī)暫態(tài)過電壓的附加控制系統(tǒng)，本實(shí)施例與上述實(shí)施例4類似，所不同之處在于，本實(shí)施例中，電壓校正信號生成模塊包括：第三生成單元、第四生成單元和

第三限幅器；

[0096] 第三生成單元，其輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為 第三生成單元用于按照 生成電壓校正信號的d軸分量Edctrl；可選地，本實(shí)

施例中，第三生成單元由依次連接的濾波器、微分器和增益放大器構(gòu)成；

[0097] 第四生成單元，其輸入端與端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數(shù)為第四生成單元用于按照 生成電壓校正信號的q軸分量

Eqctrl；可選地，本實(shí)施例中，第四生成單元由依次連接的濾波器、微分器和增益放大器構(gòu)成；

[0098] 第三限幅器，其輸入端與第三生成單元和第四生成單元的輸出端相連，其輸出端作為電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對電壓校正信號的d軸分量Edctrl和q軸分量

Eqctrl進(jìn)行限幅操作；

[0099] 其中，Δd和Δq分別表示d和q的變化量；k7～k10為增益參數(shù)，s為微分算子。[0100] 以下結(jié)合圖5所示的具體應(yīng)用場景對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的解釋。圖5所示為上述任一實(shí)施例應(yīng)用于含直驅(qū)風(fēng)電場的三級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，實(shí)際應(yīng)用并不限于此結(jié)構(gòu)

和此參數(shù)；圖5中，1，2為同步發(fā)電機(jī)組，3為由一臺直驅(qū)風(fēng)機(jī)等值的直驅(qū)風(fēng)電場，4～5為發(fā)電

設(shè)備并網(wǎng)變壓器，6～7為負(fù)荷1與負(fù)荷2,8～11為π型等效線路。

[0101] 如圖6所示，圖中dq軸所示坐標(biāo)系為鎖相速度下的鎖相坐標(biāo)系，在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時，直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓U0與d軸重合，內(nèi)電勢E0與d軸夾角為δ0。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生三相接地短路故障

時，直驅(qū)風(fēng)機(jī)端電壓出現(xiàn)過電壓，由初始的U0移動至U1，等效內(nèi)電勢由初始的E0移動至E1，內(nèi)

電勢E1與d軸夾角為δ1。出現(xiàn)過電壓后，附加控制系統(tǒng)通過采集端電壓變化ΔE及其變化率

dE/dt的信息判斷出端電壓升高，從而驅(qū)動附加控制系統(tǒng)動作。附加控制通過dq軸電壓的變

化率來生成附加控制信號附加在網(wǎng)側(cè)變換器電流控制環(huán)節(jié)中PI控制器的輸出端，去校正PI

控制器輸出的直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效內(nèi)電勢的d、q軸分量，降低直驅(qū)風(fēng)機(jī)等效電壓源的輸出電壓至

Ec，Ec與d軸夾角為δc。從而抑制端電壓的過電壓，使其降低至Uc。

[0102] 圖7為加入直驅(qū)風(fēng)機(jī)附加控制與未加入直驅(qū)風(fēng)機(jī)附加控制時，動態(tài)過程中風(fēng)機(jī)端電壓的變化曲線。其中擾動為在5s負(fù)荷6處發(fā)生三相接地短路故障，并于5.1s時切除。可見

本發(fā)明所提出的附加控制能夠有效抑制暫態(tài)過電壓。需要說明的是，通過改變控制參數(shù)，可

以實(shí)現(xiàn)不同的響應(yīng)速率和效果。

[0103] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含

在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。