[發(fā)明專利]不平衡電網(wǎng)電壓下風(fēng)力發(fā)電機(jī)變換器直接功率的控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110384319.5
• 申請(qǐng)日: 2011-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103124157A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李小凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城工學(xué)院
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的控制方法，尤其涉及的是一種不平衡電網(wǎng)電壓下風(fēng)力發(fā)電機(jī)變換器直接功率的控制方法。

背景技術(shù)

針對(duì)不平衡電網(wǎng)電壓會(huì)引起風(fēng)力發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而導(dǎo)致輸向電網(wǎng)功率發(fā)生振蕩的問(wèn)題，許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了廣泛研究。有學(xué)者通過(guò)對(duì)網(wǎng)側(cè)變換器的控制部分彌補(bǔ)了不平衡運(yùn)行所帶來(lái)的問(wèn)題，但它是在單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行情況下實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)未對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器進(jìn)行改進(jìn)控制。有學(xué)者為了對(duì)不對(duì)稱輸出進(jìn)行校正，將負(fù)序分量用在轉(zhuǎn)子側(cè)變換器中。但它也是在單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行情況下實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)是四線制系統(tǒng)，不同于電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于解決在不平衡電網(wǎng)電壓下風(fēng)力發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩振蕩和電流畸變的問(wèn)題，提供了一種不平衡電網(wǎng)電壓下風(fēng)力發(fā)電機(jī)變換器直接功率的控制方法：通過(guò)一種無(wú)需計(jì)算定子電壓和定子電流的正負(fù)序分量的新方法來(lái)得出轉(zhuǎn)子側(cè)變換器含有振蕩項(xiàng)的功率給定值，對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器采用直接功率控制技術(shù)，解決了風(fēng)電發(fā)電機(jī)在不平衡電網(wǎng)電壓下電磁轉(zhuǎn)矩振蕩和定子電流畸變的問(wèn)題；對(duì)三相定子電壓和三相網(wǎng)側(cè)變換器電流的正序、負(fù)序分量的計(jì)算，得到網(wǎng)側(cè)含有振蕩項(xiàng)的有功功率和無(wú)功功率給定，并對(duì)網(wǎng)側(cè)變換器采用直接功率控制技術(shù)，得到了對(duì)稱的、正弦變化的網(wǎng)側(cè)電流。

技術(shù)方案：本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟：

(1)檢測(cè)三相定子電壓u_sa、u_sb、u_sc，三相定子電流i_sa、i_sb、i_sc，三相轉(zhuǎn)子電流i_ra、i_rb、i_rc以及轉(zhuǎn)子位置角θ_r；

(2)將步驟(1)中三相定子電壓u_sa、u_sb、u_sc經(jīng)過(guò)3/2變換得到兩相靜止坐標(biāo)系αβ下的定子電壓u_sα、u_sβ；三相定子電流i_sa、i_sb、i_sc經(jīng)過(guò)3/2變換得到兩相靜止坐標(biāo)系αβ下的定子電流i_sα、i_sβ；三相轉(zhuǎn)子電流i_ra、i_rb、i_rc經(jīng)過(guò)3/2變換得到兩相靜止坐標(biāo)系αβ下的轉(zhuǎn)子電流i_rα、i_rβ；轉(zhuǎn)子位置角θ_r經(jīng)過(guò)微分得到轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度ω_r；

(3)根據(jù)步驟(2)中定子兩相靜止坐標(biāo)系αβ下的定子電壓u_sα、u_sβ與定子電流i_sα、i_sβ進(jìn)行磁鏈計(jì)算，得到定子磁鏈ψ_r和定子磁鏈位置角θ_s；計(jì)算定子磁鏈ψ_r在兩相靜止坐標(biāo)系αβ下的定子磁鏈ψ_sα、ψ_sβ；將定子磁鏈位置角θ_s微分后得到同步旋轉(zhuǎn)角速度ω_s；

(4)根據(jù)步驟(3)得到的定子兩相靜止坐標(biāo)系αβ下的定子磁鏈ψ_sα、ψ_sβ，定子電流i_sα、i_sβ和電機(jī)極對(duì)數(shù)p進(jìn)行轉(zhuǎn)矩T_em計(jì)算；根據(jù)步驟(2)中定子兩相靜止坐標(biāo)系αβ下的定子電壓u_sα、u_sβ與定子電流i_sα、i_sβ進(jìn)行瞬時(shí)功率計(jì)算，得到瞬時(shí)有功功率P_s和瞬時(shí)無(wú)功功率Q_s；

(5)根據(jù)得到的轉(zhuǎn)矩T_em，瞬時(shí)有功功率P_s和定子需用有功功率P_{s_req}，計(jì)算出含有振蕩項(xiàng)的定子有功功率給定P_{s_ref}，并將定子需用無(wú)功功率Q_{s_req}作為定子無(wú)功功率給定Q_{s_ref}；