1.一种混合控制型全功率变换风电机组,所述混合控制型全功率变换风电机组包括多组背靠背变换器,其特征在于:包括,将网侧变换器外特性体现为电压源和电流源的混合控制型,其中部分网侧变换器外特性体现为电压源控制型,剩余部分网侧变换器外特性体现为电流源控制型,机侧变换器采用惯量响应控制和稳定控制;其中一部分的所述网侧变换器采用锁相环达到电网相位的锁定;在同步旋转坐标系下完成有功功率、无功功率以及零序电流的解耦控制;剩余部分的所述网侧变换器采用基于直流母线动态的自同步电压源控制;利用直流电容动态方程和转子运动方程完成无锁相环并网自同步,所述转子运动方程的控制输出角频率实时映射电网频率变化。
2.根据权利要求1所述的混合控制型全功率变换风电机组,其特征在于:电压源控制包括,采用PI调节器对直流母线电压进行调节;将所述PI调节器的输出与功率基准值相加得到类比机械功率的指令值,指令值与网侧有功功率实际值相减;经过所述转子运动方程得到变换器输出角频率的补偿值;与角频率基准值相加并通过积分得到变换器输出电压调制波的相角。
3.根据权利要求2所述的混合控制型全功率变换风电机组,其特征在于:所述电压源控制采用控制策略包括,P m =P m0 +ΔP=P m0 +H dc (u dc2 -u dc0 )其中,P m 为虚拟机械功率输入值,P m0 为虚拟机械功率基准值,P为直流电压调节器输出,H dc 为直流电压环控制补偿函数,u dc2 和u dc0 分别为直流母线电容电压实际值与给定值。
4.根据权利要求2或3所述的混合控制型全功率变换风电机组,其特征在于:根据所述转子运动方程可以得到如下方程,其中:P g2 为变换器有功功率输出,K z 为环路增益,J为虚拟转动惯量,D为虚拟阻尼系数,ω 0 为角速度基准值,ω为角速度补偿值。
5.根据权利要求4所述的混合控制型全功率变换风电机组,其特征在于:则变换器输出电压调制波的相角ω syn 包括,其中,ω syn 为变换器输出自主同步频率,ω b 为角速度额定值。
6.根据权利要求5所述的混合控制型全功率变换风电机组,其特征在于:为满足单位功率因数运行,采用所述PI调节器对变换器输出无功功率进行控制,所述PI调节器的输出与电压基准值相加得到变换器输出电压调制波的幅值,包括,V t =V 0 +V Q =V 0 +H Q (Q gref -Q g2 )其中,V t 为变换器调制电压的实际值,V 0 为调制电压的基准值,H Q 为无功外环控制传递函数,Q gref 为无功参考值,Q g2 为变换器输出无功实际值。
7.根据权利要求6所述的混合控制型全功率变换风电机组,其特征在于:在风电机组输入功率通道增加阻尼补偿的控制策略,包括,P s =P opt +H s (u dc0 -u dc2 )其中,P s 为机侧变换器功率输入,P opt 为机侧变换器最大风能捕获功率,H s 为输入功率通道阻尼补偿函数。
8.根据权利要求7所述的混合控制型全功率变换风电机组,其特征在于:还包括,两个机侧变换器均采用基于转子磁链定向的矢量控制策略,经过最大风能跟踪算法得到当前最大风功率指令值;将自主同步频率通过一个传递函数为H iner 的补偿环节叠加至功率外环指令值,完成风电机组的频率响应;控制环路能够将风轮惯量传递到电网侧,从而达到风电机组对电网的频率响应,实现公式如下:P s =P opt +H iner ω syn +H s (u dc0 -u dc2 )。