抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法及系统

权利要求书： 1.一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法，其特征在于，包括：在所述直驱风机端电压上升时，根据所述端电压的变化指标生成电压校正信号，并将所述电压校正信号作为前馈控制信号附加到所述直驱风机网侧变换器电流控制环节中PI控制器的输出端，校正所述PI控制器输出的直驱风机等效内电势的d、q轴分量，以减小等效电源输出电压，从而抑制所述直驱风机的暂态过电压。

2.如权利要求1所述的抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法，其特征在于，判断所述直驱风机端电压是否上升的方式包括：若Δ＞Tsd1，则判断所述直驱风机端电压上升；

或者 则判断所述直驱风机端电压上升；

其中，表示所述直驱风机的端电压，Δ表示所述直驱风机的端电压的变化量； 表示端电压的变化率；Tsd1和Tsd2表示判断门槛值，且Tsd1>0，Tsd2>0。

3.如权利要求1或2所述的抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法，其特征在于，所述端电压的变化指标为所述端电压的变化量，或者所述端电压的变化率；

根据所述端电压的变化指标生成电压校正信号的具体方式为：对所述端电压的变化指标执行增益、滤波、微分中的一种或多种操作，生成所述电压校正信号。

4.如权利要求3所述的抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法，其特征在于，对所述端电压的变化指标执行增益、滤波、微分中的一种或多种操作，生成所述电压校正信号，包括：

按照Edctrl＝k1Δd、Eqctrl＝k2Δq分别生成所述电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl；

或者，按照 分别生

成所述电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl；

或者，按照 分别生成所述电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl；

其中，表示所述直驱风机的端电压，Δ表示所述直驱风机的端电压的变化量；d和q分别表示所述直驱风机的端电压在锁相坐标系下的d轴分量和q轴分量，Δd和Δq分别表示d和q的变化量； 和 分别表示d和q的变化率；k1和k2为增益参数，k3～k10为滤波参数，s为微分算子。

5.一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制系统，其特征在于，包括：端电压测量模块、控制启动模块、电压校正信号生成模块和端电压响应优化模块；

所述端电压测量模块，其与所述直驱风机的输出端相连，用于测量所述直驱风机的端电压，和/或端电压变化量，和/或端电压变化率，和所述直驱风机的端电压的d轴分量d和q轴分量q；

所述控制启动模块，其输入端与所述端电压测量模块的输出端相连，其用于根据所述端电压测量模块的测量结果判断所述直驱风机的端电压是否上升，并生成相应的控制启动信号；所述控制启动信号在所述端电压上升时，指示所述电压校正信号生成模块开始工作；

所述控制启动信号在所述端电压下降或维持不变时，指示所述电压校正信号生成模块不工作；

所述电压校正信号生成模块，其输入端与所述控制启动模块及端电压测量模块的输出端相连，其用于在所述控制启动信号指示所述电压校正信号生成模块开始工作时，根据所述端电压的变化指标生成电压校正信号；

所述端电压响应优化模块，其第一输入端与所述电压校正信号生成模块的输出端连接，其第二输入端与所述直驱风机网侧变换器电流控制环节中PI控制器的输出端相连，其用于将所述电压校正信号作为前馈控制信号附加到所述直驱风机网侧变换器电流控制环节中PI控制器的输出端，校正所述PI控制器输出的直驱风机等效内电势的d、q轴分量，以减小所述直驱风机的等效电源输出电压，从而抑制所述直驱风机的暂态过电压。

6.如权利要求5所述的抑制直驱风机暂态过电压的附加控制系统，其特征在于，所述电压校正信号生成模块包括：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，其输入端与所述输入端与所述端电压测量模块的输出端相连，其用于按照Edctrl＝k1Δd生成所述电压校正信号的d轴分量Edctrl；

所述第二增益放大器，其输入端与所述输入端与所述端电压测量模块的输出端相连，其用于按照Eqctrl＝k2Δq生成所述电压校正信号的q轴分量Eqctrl；

所述第一限幅器，其输入端与所述第一增益放大器和所述第二增益放大器的输出端相连，其输出端作为所述电压校正信号生成模块的输出端，其用于对所述电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl进行限幅操作；

其中，Δd和Δq分别表示d和q的变化量；k1和k2为增益参数，s为微分算子。

7.如权利要求5所述的抑制直驱风机暂态过电压的附加控制系统，其特征在于，所述电压校正信号生成模块包括：第一生成单元、第二生成单元和第二限幅器；

所述第一生成单元，其输入端与所述端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为所述第一生成单元用于按照 生成所述电压校正信号的d轴分量Edctrl；

所述第二生成单元，其输入端与所述端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为所述第二生成单元用于按照 生成所述电压校正信号的q轴分量Eqctrl；

所述第二限幅器，其输入端与所述第一生成单元和所述第二生成单元的输出端相连，其输出端作为所述电压校正信号生成模块的输出端，其用于对所述电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl进行限幅操作；

其中， 和 分别表示d和q的变化率；k3～k6为增益参数，s为微分算子。

8.如权利要求5所述的抑制直驱风机暂态过电压的附加控制系统，其特征在于，所述电压校正信号生成模块包括：第三生成单元、第四生成单元和第三限幅器；

所述第三生成单元，其输入端与所述端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为所述第三生成单元用于按照 生成所述电压校正信号的d轴分量Edctrl；

所述第四生成单元，其输入端与所述端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为所述第四生成单元用于按照 生成所述电压校正信号的q轴分量Eqctrl；

所述第三限幅器，其输入端与所述第三生成单元和所述第四生成单元的输出端相连，其输出端作为所述电压校正信号生成模块的输出端，其用于对所述电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl进行限幅操作；

其中，Δd和Δq分别表示d和q的变化量；k7～k10为增益参数，s为微分算子。

说明书： 一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法及系统技术领域[0001] 本发明属于电力系统电压安全控制领域，更具体地，涉及一种抑制直驱风机暂态过电压的的附加控制方法及系统。

背景技术[0002] 近年来，随着风力发电在电力系统中的比例日益升高，已经逐渐成为决定系统动态行为的核心因素，而控制器是决定风力发电机动态特性的核心因素。

[0003] 随着直驱风机在电力系统中的广泛应用，其暂态过电压问题频繁出现，危害电力系统的安全运行。直驱风机的暂态过电压问题的出现，严重损害供电质量、危害供电安全，

既可能造成风机脱网，也可能造成相邻线路跳闸等一系列问题，对电力系统安全运行产生

巨大威胁。目前常见的应用在直驱风机中的端电压前馈控制，是采集端电压作为前馈控制

信号，使得直驱风机等效电源的输出电压可以快速响应网侧电压的变化，从而减小过电流。

[0004] 虽然上述端电压前馈控制可以保护直驱风机免受过电流的冲击，但常规的前馈控制只能满足使直驱风机等效电压的输出电压快速跟踪端电压的变化，并没有考虑直驱风机

的暂态过电压的问题，也无法有效抑制直驱风机中的暂态过电压。

发明内容[0005] 针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法及系统，其目的在于，有效抑制直驱风机的暂态过电压，以保证电力系统的安

全运行。

[0006] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法，包括：

[0007] 在直驱风机端电压上升时，根据端电压的变化指标生成电压校正信号，并将电压校正信号附加到直驱风机网侧变换器电流控制环节中PI控制器的输出端，校正PI控制器输

出的直驱风机等效内电势的d、q轴分量，以减小直驱风机的等效电源输出电压，从而抑制直

驱风机的暂态过电压。

[0008] 进一步地，判断直驱风机端电压是否上升的方式包括：[0009] 若Δ＞Tsd1，则判断直驱风机端电压上升；[0010] 或者 则判断直驱风机端电压上升；[0011] 其中，表示直驱风机的端电压，Δ表示直驱风机的端电压的变化量； 表示端电压的变化率；Tsd1和Tsd2表示判断门槛值，且Tsd1>0，Tsd2>0。

[0012] 进一步地，端电压的变化指标为端电压的变化量，或者端电压的变化率；[0013] 根据端电压的变化指标生成电压校正信号的具体方式为：[0014] 对端电压的变化指标执行增益、滤波、微分中的一种或多种操作，生成电压校正信号。

[0015] 进一步地，对端电压的变化指标执行增益、滤波、微分中的一种或多种操作，生成电压校正信号，包括：

[0016] 按照Edctrl＝k1Δd、Eqctrl＝k2Δq分别生成电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl；

[0017] 或者，按照 分别生成电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl；

[0018] 或者，按照 分别生成电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl；

[0019] 其中，表示直驱风机的端电压，Δ表示直驱风机的端电压的变化量；d和q分别表示直驱风机的端电压在锁相坐标系下的d轴分量和q轴分量，Δd和Δq分别表示d和q

的变化量； 和 分别表示d和q的变化率；k1和k2为增益参数，k3～k10为滤波参数，s为

微分算子。

[0020] 按照本发明的另一个方面，提供了一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制系统，包括：端电压测量模块、控制启动模块、电压校正信号生成模块和端电压响应优化模块；

[0021] 端电压测量模块，其与直驱风机的输出端相连，用于测量直驱风机的端电压，和/或端电压变化量，和/或端电压变化率，和直驱风机的端电压的d轴分量d和q轴分量q；

[0022] 控制启动模块，其输入端与端电压测量模块的输出端相连，其用于根据端电压测量模块的测量结果判断直驱风机的端电压是否上升，并生成相应的控制启动信号；控制启

动信号在端电压上升时，指示电压校正信号生成模块开始工作；控制启动信号在端电压下

降或维持不变时，指示电压校正信号生成模块不工作；

[0023] 电压校正信号生成模块，其输入端与控制启动模块和端电压测量模块的输出端相连，其用于在控制启动信号指示电压校正信号生成模块开始工作时，根据端电压的变化指

标生成电压校正信号；

[0024] 端电压响应优化模块，其第一输入端与电压校正信号生成模块的输出端连接，其第二输入端与直驱风机网侧变换器电流控制环节中PI控制器的输出端相连，其用于将电压

校正信号作为前馈控制信号附加到直驱风机网侧变换器电流控制环节中PI控制器的输出

端，校正PI控制器输出的直驱风机等效内电势的d、q轴分量，以减小等效电源输出电压，从

而抑制直驱风机的暂态过电压。

[0025] 在一些可选的实施例中，电压校正信号生成模块包括：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，其输入端与输入端与端电压测量模块的输出端相连，其用于按照Edctrl＝k1Δd生成电压校正信号的d轴分量Edctrl；

[0027] 第二增益放大器，其输入端与输入端与端电压测量模块的输出端相连，其用于按照Eqctrl＝k2Δq生成电压校正信号的q轴分量Eqctrl；

[0028] 第一限幅器，其输入端与第一增益放大器和第二增益放大器的输出端相连，其输出端作为电压校正信号生成模块的输出端，其用于对电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分

量Eqctrl进行限幅操作；

[0029] 其中，Δd和Δq分别表示d和q的变化量；k1和k2为增益参数，s为微分算子。[0030] 在一些可选的实施例中，电压校正信号生成模块包括：第一生成单元、第二生成单元和第二限幅器；

[0031] 第一生成单元，其输入端与端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为 第一生成单元用于按照 生成电压校正信号的d轴分量Edctrl；

[0032] 第二生成单元，其输入端与端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为 第二生成单元用于按照 生成电压校正信号的q轴分量

Eqctrl；

[0033] 第二限幅器，其输入端与第一生成单元和第二生成单元的输出端相连，其输出端作为电压校正信号生成模块的输出端，其用于对电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量

Eqctrl进行限幅操作；

[0034] 其中， 和 分别表示d和q的变化率；k3～k6为增益参数，s为微分算子。[0035] 在一些可选的实施例中，电压校正信号生成模块包括：第三生成单元、第四生成单元和第三限幅器；

[0036] 第三生成单元，其输入端与端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为 第三生成单元用于按照 生成电压校正信号的d轴分量Edctrl；

[0037] 第四生成单元，其输入端与端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为第四生成单元用于按照 生成电压校正信号的q轴分量

Eqctrl；

[0038] 第三限幅器，其输入端与第三生成单元和第四生成单元的输出端相连，其输出端作为电压校正信号生成模块的输出端，其用于对电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量

Eqctrl进行限幅操作；

[0039] 其中，Δd和Δq分别表示d和q的变化量；k7～k10为增益参数，s为微分算子。[0040] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：[0041] (1)本发明在直驱风机端电压升高时，利用直驱风机端电压的变化指标，即变化量、变化率等，生成电压校正信号，并附加于直驱风机网侧变换器电流控制环节中PI控制器

的输出端，校正PI控制器输出的直驱风机等效内电势的d、q轴分量，能够减小直驱风机的等

效电源输出电压，从而抑制直驱风机的暂态过电压，保证电力系统的安全运行。

[0042] (2)本发明所提出的附加控制方法，仅响应于端电压升高的情况，而在端电压不变或下降时不动作，能够在保证抑制暂态过电压的情况下，不影响直驱风机的正常控制。

附图说明[0043] 图1为现有的直驱风机网侧变换器生成等效内电势的控制示意图；[0044] 图2为本发明实施例提供的抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法流程图；[0045] 图3为本发明实施例提供的一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制示意图；[0046] 图4为本发明实施例提供的另一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制系统示意图；

[0047] 图5为本发明实施例提供的含直驱风机的电力系统结构示意图；[0048] 图6为本发明实施例提供的直驱风机附加控制的原理图；[0049] 图7为本发明实施例提供的直驱风机附加控制结果比较图；[0050] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：[0051] 1、2为同步发电机组，3为由一台直驱风机等值的直驱风电场，4、5为发电设备并网变压器，6、7为负荷，8～11为π型等效线路。

具体实施方式[0052] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并

不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要

彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0053] 在本发明中，本发明及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

[0054] 在详细解释本发明的技术方案之前，先对现有的直驱风机网侧变换器生成等效内电势的原理进行简要介绍，如图1所示，现有的电流控制器包括两个支路，分别用于用于生

成等效内电势的d、q轴分量，d轴控制支路的控制具体为：采集直驱风机的d轴电流id，将其

与d轴电流参考值idr作差后，进行PI控制，得到d轴电压参考值Ed；q轴控制支路的控制具体

为：采集直驱风机的q轴电流iq，将其与q轴电流参考值iqr作差后，进行PI控制，得到q轴电压

参考值Eq；然后通过坐标变换将d轴电压参考值Ed和q轴电压参考值Eq转换为直驱风机等效

电源的输出电压。

[0055] 针对现有的前馈控制无法抑制直驱风机暂态过电压，导致无法保证电力系统安全运行的技术问题，本发明提供了一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法及系统，其

整体思路在于：利用直驱风机端电压及其变化信息生成控制信号，使其响应于端电压升高

的情况，而在端电压不变或下降时不动作，且当系统端电压升高时，基于端电压的变化情况

生成相应的电压校正信号，附加到直驱风机网侧变换器的端电压前馈控制支路中，降低直

驱风机等效电压源的输出电压，从而抑制暂态过电压。该思路源于附加阻尼的思想，即当直

驱风机的端电压增大时，控制启动模块驱动附加控制动作，附加一个阻尼信号控制风机的

等效电压源降低电压输出，从而抑制暂态过电压。以下为实施例。

[0056] 实施例1：[0057] 一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法，如图2所示，包括：[0058] 在直驱风机端电压上升时，根据端电压的变化指标生成电压校正信号，并将电压校正信号附加到直驱风机网侧变换器电流控制环节中PI控制器的输出端，校正PI控制器输

出的直驱风机等效内电势的d、q轴分量，以减小直驱风机的等效电源输出电压，从而抑制直

驱风机的暂态过电压；

[0059] 容易理解的是，为了使附加电压校正信号后，直驱风机的等效电源输出电压有所减小，本发明中，所生成的电压校正信号的d轴分量和q轴分量都应为负值；

[0060] 在实际应用中，具体可根据端电压的变化量或者变化率来判断直驱风机端电压是否上升；作为一种可选的实施方式，本实施例中，具体根据端电压的变化量判断直驱风机端

电压是否上升，且具体的判断方式为：

[0061] 若Δ>Tsd1，则判断直驱风机端电压上升；[0062] 其中，表示直驱风机的端电压，Δ表示直驱风机的端电压的变化量，Tsd1表示判断门槛值，为一大于0的参数；应当说明的是，此处仅为本发明可选的实施方式，不应理解为

对本发明的唯一限定；例如，在本发明其他的一些实施例中，判断直驱风机端电压上升的具

体方式为：若 则判断直驱风机端电压上升， 表示直驱风机的端电压的变化

率，Tsd2为判断的门槛值，为一大于0的参数；

[0063] 本发明中，端电压的变化指标可以为端电压的变化量，或者端电压的变化率；[0064] 根据端电压的变化指标生成电压校正信号的具体方式为：对端电压的变化指标执行增益、滤波、微分中的一种或多种操作，生成电压校正信号；

[0065] 作为一种可选的实施方式，本实施例中，端电压的变化指标为端电压的变化量，且生成电压校正信号的具体方式为：

[0066] 按照Edctrl＝k1Δd、Eqctrl＝k2Δq分别生成电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl；k1和k2为增益参数，s为微分算子；增益参数k1和k2可根据直驱风机自身的参数相应

设定；

[0067] 容易理解的是，本实施例中，将电压校正信号附加到直驱风机网侧变换器电流控制环节中PI控制器的输出端，具体是指将电压校正信号的d轴分量Edctrl附加到PI控制器输

出的d轴支路中，将电压校正信号的q轴分量Eqctrl附加到PI控制器输出的q轴支路中。

[0068] 实施例2：[0069] 一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法，本实施例与上述实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中，端电压的变化指标为端电压的变化率，且生成电压校正信号的

具体方式为：

[0070] 按照 分别生成电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl；

[0071] 其中， 和 分别表示d和q的变化率；k3～k6为增益参数，s为微分算子。[0072] 实施例3：[0073] 一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制方法，本实施例与上述实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中，端电压的变化指标为端电压的变化量，且生成电压校正信号的

具体方式为：

[0074] 或者，按照 分别生成电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量Eqctrl；

[0075] 其中，Δd和Δq分别表示d和q的变化量；k7～k10为增益参数，s为微分算子。[0076] 实施例4：[0077] 一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制系统，如图3所示，包括：端电压测量模块、控制启动模块、电压校正信号生成模块和端电压响应优化模块；

[0078] 端电压测量模块，其与直驱风机的输出端相连，用于测量直驱风机的端电压，和/或端电压变化量，和/或端电压变化率，和直驱风机的端电压的d轴分量d和q轴分量q；

[0079] 控制启动模块，其输入端与端电压测量模块的输出端相连，其用于根据端电压测量模块的测量结果判断直驱风机的端电压是否上升，并生成相应的控制启动信号；控制启

动信号在端电压上升时，指示电压校正信号生成模块开始工作；控制启动信号在端电压下

降或维持不变时，指示电压校正信号生成模块不工作；

[0080] 电压校正信号生成模块，其输入端与控制启动模块和端电压测量模块的输出端相连，其用于在控制启动信号指示电压校正信号生成模块开始工作时，根据端电压的变化指

标生成电压校正信号；

[0081] 端电压响应优化模块，其第一输入端与电压校正信号生成模块的输出端连接，其第二输入端与直驱风机网侧变换器电流控制环节中PI控制器的输出端相连，其用于将电压

校正信号作为前馈控制信号附加到直驱风机网侧变换器电流控制环节中PI控制器的输出

端，校正PI控制器输出的直驱风机等效内电势的d、q轴分量，以减小直驱风机的等效电源输

出电压，从而抑制直驱风机的暂态过电压；如图3所示，本实施例中，端电压响应优化模块具

体由两个加法器构成，其中一个加法器用于利用电压校正信号的d轴分量校正PI控制器输

出的直驱风机等效内电势的d轴分量，另一个加法器用于利用电压校正信号的q轴分量校正

PI控制器输出的直驱风机等效内电势的q轴分量，两个加法器的输出端与电流控制器的坐

标变换单元连接。

[0082] 实施例5：[0083] 一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制系统，本实施例与上述实施例4类似，所不同之处在于，本实施例中，电压校正信号生成模块包括：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，其输入端与输入端与端电压测量模块的输出端相连，其用于按照Edctrl＝k1Δd生成电压校正信号的d轴分量Edctrl；

[0085] 第二增益放大器，其输入端与输入端与端电压测量模块的输出端相连，其用于按照Eqctrl＝k2Δq生成电压校正信号的q轴分量Eqctrl；

[0086] 第一限幅器，其输入端与第一增益放大器和第二增益放大器的输出端相连，其输出端作为电压校正信号生成模块的输出端，其用于对电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分

量Eqctrl进行限幅操作；

[0087] 其中，Δd和Δq分别表示d和q的变化量；k1和k2为增益参数，s为微分算子。[0088] 实施例6：[0089] 一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制系统，本实施例与上述实施例4类似，所不同之处在于，如图4所示，本实施例中，电压校正信号生成模块包括：第一生成单元、第二

生成单元和第二限幅器；

[0090] 第一生成单元，其输入端与端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为 第一生成单元用于按照 生成电压校正信号的d轴分量Edctrl；

如图4所示，本实施例中，第一生成单元由依次连接的滤波器、微分器和增益放大器构成；

[0091] 第二生成单元，其输入端与端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为 第二生成单元用于按照 生成电压校正信号的q轴分量Eqctrl；

如图4所示，本实施例中，第二生成单元由依次连接的滤波器、微分器和增益放大器构成；

[0092] 第二限幅器，其输入端与第一生成单元和第二生成单元的输出端相连，其输出端作为电压校正信号生成模块的输出端，其用于对电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量

Eqctrl进行限幅操作；

[0093] 其中， 和 分别表示d和q的变化率；k3～k6为增益参数，s为微分算子。[0094] 实施例7：[0095] 一种抑制直驱风机暂态过电压的附加控制系统，本实施例与上述实施例4类似，所不同之处在于，本实施例中，电压校正信号生成模块包括：第三生成单元、第四生成单元和

第三限幅器；

[0096] 第三生成单元，其输入端与端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为 第三生成单元用于按照 生成电压校正信号的d轴分量Edctrl；可选地，本实

施例中，第三生成单元由依次连接的滤波器、微分器和增益放大器构成；

[0097] 第四生成单元，其输入端与端电压测量模块的输出端相连，其传递函数为第四生成单元用于按照 生成电压校正信号的q轴分量

Eqctrl；可选地，本实施例中，第四生成单元由依次连接的滤波器、微分器和增益放大器构成；

[0098] 第三限幅器，其输入端与第三生成单元和第四生成单元的输出端相连，其输出端作为电压校正信号生成模块的输出端，其用于对电压校正信号的d轴分量Edctrl和q轴分量

Eqctrl进行限幅操作；

[0099] 其中，Δd和Δq分别表示d和q的变化量；k7～k10为增益参数，s为微分算子。[0100] 以下结合图5所示的具体应用场景对本发明的技术方案做进一步的解释。图5所示为上述任一实施例应用于含直驱风电场的三级系统结构示意图，实际应用并不限于此结构

和此参数；图5中，1，2为同步发电机组，3为由一台直驱风机等值的直驱风电场，4～5为发电

设备并网变压器，6～7为负荷1与负荷2,8～11为π型等效线路。

[0101] 如图6所示，图中dq轴所示坐标系为锁相速度下的锁相坐标系，在系统稳定运行时，直驱风机端电压U0与d轴重合，内电势E0与d轴夹角为δ0。当系统发生三相接地短路故障

时，直驱风机端电压出现过电压，由初始的U0移动至U1，等效内电势由初始的E0移动至E1，内

电势E1与d轴夹角为δ1。出现过电压后，附加控制系统通过采集端电压变化ΔE及其变化率

dE/dt的信息判断出端电压升高，从而驱动附加控制系统动作。附加控制通过dq轴电压的变

化率来生成附加控制信号附加在网侧变换器电流控制环节中PI控制器的输出端，去校正PI

控制器输出的直驱风机等效内电势的d、q轴分量，降低直驱风机等效电压源的输出电压至

Ec，Ec与d轴夹角为δc。从而抑制端电压的过电压，使其降低至Uc。

[0102] 图7为加入直驱风机附加控制与未加入直驱风机附加控制时，动态过程中风机端电压的变化曲线。其中扰动为在5s负荷6处发生三相接地短路故障，并于5.1s时切除。可见

本发明所提出的附加控制能够有效抑制暂态过电压。需要说明的是，通过改变控制参数，可

以实现不同的响应速率和效果。

[0103] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含

在本发明的保护范围之内。