[發(fā)明專利]基于可變開關(guān)頻率的風(fēng)力發(fā)電雙饋?zhàn)兞髌鱏VPWM的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210300823.7
• 申請(qǐng)日: 2012-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN102790515A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭東山;駱皓;曹陽;肖遙;郭巍;朱波;王磊;孫永佳;姚廣秀;莊俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京國電南自風(fēng)電自動(dòng)化技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/00
• 分類號(hào): H02M1/00;H02M1/08
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 張?zhí)K沛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)，尤其是涉及一種可變開關(guān)頻率的風(fēng)力發(fā)電雙饋?zhàn)兞髌鱏VPWM的控制策略，屬于電力電子及電力拖動(dòng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在雙饋式風(fēng)力發(fā)電變流器的應(yīng)用中，一般采用網(wǎng)側(cè)、機(jī)側(cè)雙SVPWM控制技術(shù)。雙SVPWM變換器具有良好的輸入、輸出特性，功率可以雙向流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)，機(jī)側(cè)都能吸收或者發(fā)出能量；利用電壓矢量定向，計(jì)算得到分解出來的d，q軸分量，從而進(jìn)行分別控制。其中，以往的SVPWM調(diào)制，開關(guān)頻率是固定的一個(gè)常數(shù)，在高風(fēng)速的情況下，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)饋入電網(wǎng)的功率比較高，電流較大，此時(shí)，相對(duì)較高的開關(guān)頻率會(huì)使開關(guān)器件溫升過高；而在低風(fēng)速情況下，雙饋電機(jī)輸入電網(wǎng)的功率比較小，此時(shí)，相對(duì)較高的開關(guān)頻率使開關(guān)器件損耗加大，又會(huì)影響系統(tǒng)的效率。因此，可以得出結(jié)論，在風(fēng)速變化幅度較大的風(fēng)場(chǎng)，固定開關(guān)頻率的SVPWM控制策略并不是較好的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出了風(fēng)力發(fā)電雙饋?zhàn)兞髌鱏VPWM的控制策略，其技術(shù)方案為：一種基于可變開關(guān)頻率的風(fēng)力發(fā)電雙饋?zhàn)兞髌鱏VPWM的控制方法，

步驟一、雙饋電機(jī)正常并網(wǎng)發(fā)電情況下，采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)三相電流，將三相靜止坐標(biāo)系的電壓值轉(zhuǎn)換到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，得出兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流值；

步驟二、雙饋電機(jī)正常并網(wǎng)發(fā)電情況下，通過光電編碼器采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，根據(jù)風(fēng)功率曲線得到對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，再計(jì)算出機(jī)側(cè)的q軸電流分量；

步驟三，將步驟一中得到的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流值作為反饋值，將步驟二中得到的變流器q軸電流分量作為給定值，通過計(jì)算得到電流給定值（Id₂），共同輸入到變流器機(jī)側(cè)電流給定的PID環(huán)節(jié)，計(jì)算出給定的電流值（PID_Iq,PID_Id），通過反變換函數(shù)得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電壓的α,β值（U_α,U_β），同時(shí)根據(jù)變流器q軸電流（Iq）的給定和反饋值，通過函數(shù)計(jì)算出SVPWM的頻率；

步驟四、進(jìn)行SVPWM計(jì)算，根據(jù)機(jī)側(cè)變流器三相橋臂的開關(guān)函數(shù)不同值，得到三相橋式電路的上管和下管的導(dǎo)通或關(guān)斷。

本發(fā)明的有益效果：在本發(fā)明中，根據(jù)變流器機(jī)側(cè)q軸電流調(diào)節(jié)功率器件的開關(guān)頻率，優(yōu)化了雙饋式風(fēng)電變流器功率器件IGBT開關(guān)頻率的控制策略，進(jìn)一步平衡了變流器的輸出諧波和功率器件的開關(guān)損耗，提高了變流器的輸出效率。

附圖說明

圖1是基于可變開關(guān)頻率的風(fēng)電雙饋?zhàn)兞髌鱏VPWM控制的原理圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作具體介紹如下。

實(shí)施環(huán)節(jié)一：如圖1所示，雙饋電機(jī)正常并網(wǎng)發(fā)電情況下，采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)三相電流，將三相靜止坐標(biāo)系的電壓值轉(zhuǎn)換到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，具體計(jì)算函數(shù)如下：

Ia=AD_IaIb=AD_IbIc=AD_Ic]]>(公式1)

TRS_Id₁/TRS_Iq₁＝Ftrs(Ia,Ib,Ic)????（公式2）。

公式1中，Ia,Ib,Ic為采樣的電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相電流，AD_Ia,AD_Ib,AD_Ic為實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相電流。

公式2中，F(xiàn)trs(x,y,z)為坐標(biāo)變換函數(shù)，其功能是將三相靜止坐標(biāo)系下的電流量變換得到兩相靜止下的dq量；TRS_Id₁,TRS_Iq₁為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流值。

實(shí)施環(huán)節(jié)二：如圖1所示，雙饋電機(jī)正常并網(wǎng)發(fā)電情況下，通過光電編碼器采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，根據(jù)風(fēng)功率曲線得到對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，再計(jì)算出機(jī)側(cè)的q軸電流分量，具體計(jì)算函數(shù)如下：

Trf＝F_T-V(V)????????（公式3）