[發明專利]變流器系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201210114764.4
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN103378742A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 蔡驪;曹亮;王長永
• 申請（專利權）人: 臺達電子企業管理（上海）有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 曾紅

技術領域

本發明是有關于風力發電領域，且特別是有關于風力發電中的變流器系統及其控制方法。

背景技術

隨著能源的日益緊缺、環境問題的突出和電力電子技術及器件的進步，風力發電得到了不斷的發展。而隨著風力發電的發展，其相關的風電機組的單機功率也在不斷擴大，相應地，需要提高與之配套的變流器的容量。但是，由于變流器的單機容量受到各種因素的限制，很難再提升。因此，本領域相關技術人員提出了“多相發電機加多臺變流器”的方案，以提高變流器的總容量，具體而言，將多相電機的每套三相繞組串接一背靠背變流器，其含有一機側變流器及一網側變流器，采用此方案，由于增加了背靠背變流器的數量，從而可以提供變流器的總容量。

目前，對于上述方案，對其變流器的控制一般采用下面兩種方法：

1)單機側控制器控制，具體地說，將多個變流器的機側采樣全部送至同一個機側控制器，即通過一個機側控制器控制所有變流器。

2)并聯單獨控制且無環流控制，具體地說，多相電機的每套三相繞組(每三相)單獨透過一個控制器來控制，但是如果發電機的漏感較小，這種控制方法是無法實現的。

但是，采用方法1)，由于只采用一個控制器來控制多個變流器，那么其采樣線路和驅動線路較復雜，不容易實現；采用方法2)，由于其無環流控制，其控制效果不佳，尤其是當多相電機中的漏感較小時，此控制方法將不能實現。

有鑒于此，如何設計一種適用于多相電機的變流器系統及其控制方法，以對變流器系統進行控制，可使多相電機得到穩定控制及使得各變流器實現均流，是業內相關技術人員亟待解決的一技術問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的一方面提出了一種變流器系統的控制方法，所述變流器系統耦接于一多相電機與一電網之間，所述多相電機具有N套三相繞組，其中N為大于或等于2的自然數，各套三相繞組間彼此隔離，相應地，所述變流器系統具有N個變流器，各變流器對應耦接于各套三相繞組，且，第N變流器為主變流器，第i變流器為從變流器，其中，1≤i＜N，所述控制方法包含如下步驟：

a)對每套三相繞組的輸出端電流進行采樣以獲取各變流器的實時電流；

b)所述主變流器獲取各從變流器的實時電流，并據此和自身所獲得的實時電流獲取一平均電流，并將此平均電流發給各從變流器；

c)各從變流器根據所述平均電流及其實時電流獲取與其相對應的差模電流；

d)各從變流器將所述平均電流與所述差模電流基于d-q坐標系進行環流控制以分別產生一平均電流調節信號及一差模電流調節信號以控制各從變流器；以及

e)所述主變流器取各從變流器差模電流調節信號之和再取反作為所述主變流器的差模電流調節信號，并根據所述主變流器的差模電流信號與所述平均電流調節信號控制所述主變流器。

在本發明的一實施方式中，步驟d)包含：

將所述平均電流基于d-q坐標系進行環流控制以將所述平均電流調節至一給定電流；以及

將所述差模電流基于d-q坐標系進行環流控制以將所述差模電流調節至零。

在本發明的一實施方式中，步驟d)包含：

將所述平均電流與所述給定電流進行比較，并對比較所得偏差進行一第一坐標變換以得到基于d-q坐標系的值，然后進行一第一比例積分調節以產生所述平均電流調節信號；

將各從變流器的差模電流與零比較，并對比較所得結果進行所述第一坐標變換，然后進行一第二比例積分調節以產生所述各從變流器的差模電流調節信號，之后將所述各從變流器的差模電流調節信號與所述平均電流調節信號求和以產生各從變流器的調節信號；以及

將各從變流器相應的調節信號進行一第二坐標變換以產生各從變流器的控制信號，其中，所述第二坐標變換為所述第一坐標變換的逆變換。

在本發明的一實施方式中，步驟e)包含：將所述平均電流調節信號減去第1至(N-1)個變流器所對應的差模電流調節信號之和而產生所述主變流器的調節信號以控制所述主變流器。

本發明的另一方面提出了一種變流器系統，耦接于一多相電機與一電網之間，所述多相電機具有N套三相繞組，其中N為大于或等于2的自然數，各套三相繞組間彼此相隔離，包含：

N個變流器，各變流器對應耦接各套三相繞組，且每個變流器包含：

一機側變流器及一機側控制器，所述機側變流器耦接于相應三相繞組的輸出端，所述機側控制器用于控制所述機側變流器；

一穩壓電容，耦接于所述機側變流器的輸出端；以及