[發明專利]永磁直驅風機并網逆變器裝置及控制方法

在審

• 申請號: 201610993064.5
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN108075482A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 于萍;王挺
• 申請（專利權）人: 中科諾維（北京）科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M1/14;H02M3/335;H02M7/5387
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種永磁直驅風機并網逆變器裝置及控制方法，所述裝置包括：MPU控制器、整流器、LC濾波器、反激變換器、逆變橋、LCL濾波器、第一驅動模塊、第二驅動模塊、第一電壓傳感器、第二電壓傳感器、第三電壓傳感器、第四電壓傳感器和電流傳感器；其中，MPU控制器通過第一電壓傳感器至第三電壓傳感器分別采集LC濾波器中第一電容、反激變換器中第二電容、LCL濾波器中第三電容的電壓，通過第四電壓傳感器采集單相電網的電壓，通過電流傳感器采集逆變器的并網電流，并通過第一驅動模塊和第二驅動模塊分別控制反激變換器和逆變橋。本發明所述控制方法結合PI控制器與神經網絡預測模型計算逆變橋PWM控制信號的占空比，可以有效降低逆變器并網電流的諧波含量，提高其電能質量。

技術領域

本發明涉及風電發電技術領域，更為具體地，涉及一種永磁直驅風機并網逆變器裝置及控制方法。

背景技術

風力發電因具有儲量大、清潔可再生等優點，已成為當前新能源發電的主要方向之一。小型風力發電具有成本低、安裝靈活的特點，廣泛應用于風力資源較好的西北部農村以及海島、邊防等大電網難以提供電力的地區。對于并網運行的小型風力發電系統，多采用永磁直驅風機加常規逆變器裝置的簡單結構。其中，并網電流的控制多采用PI控制器，具有諧波含量高、電能質量差的缺點。通過配置多級濾波單元可以在一定程度上抑制諧波，但是該方法容易導致系統不穩定。由于電網對所接入分布式發電的電能質量有較高要求，須探尋更好的控制方法。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種永磁直驅風機并網逆變器裝置及控制方法，以有效提高小型風力發電系統的并網電流電能質量。

本發明提供的永磁直驅風機并網逆變器裝置，包括：MPU控制器、整流器、LC濾波器、反激變換器、逆變橋、LCL濾波器、第一驅動模塊、第二驅動模塊、第一電壓傳感器、第二電壓傳感器、第三電壓傳感器、第四電壓傳感器和電流傳感器；其中，整流器的三相輸入端與永磁直驅風機的三相輸出端連接，整流器的單相輸出正端與LC濾波器的輸入正端連接，整流器的單相輸出負端與LC濾波器的輸入負端連接；LC濾波器的輸出正端與反激變換器的輸入正端連接，LC濾波器的輸出負端與反激變換器的輸入負端連接；反激變換器的輸出正端與逆變橋的輸入正端連接，反激變換器的輸出負端與逆變橋的輸入負端連接；逆變橋的輸出正端與LCL濾波器的輸入正端連接，逆變橋的輸出負端與LCL濾波器的輸入負端連接；LCL濾波器的輸出正端與第四電壓傳感器的測量正端連接，LCL濾波器的輸出負端與第四電壓傳感器的測量負端連接；第一電壓傳感器的測量正端與LC濾波器中第一電容的正極連接，第一電壓傳感器的測量負端與LC濾波器中第一電容的負極連接，第一電壓傳感器的測量信號輸出端與MPU控制器連接；第二電壓傳感器的測量正端與反激變換器中第二電容的正極連接，第二電壓傳感器的測量負端與反激變換器中第二電容的負極連接，第二電壓傳感器的測量信號輸出端與MPU控制器連接；第三電壓傳感器的測量正端與LCL濾波器中第三電容的正極連接，第三電壓傳感器的測量負端與LCL濾波器中第三電容的負極連接，第三電壓傳感器的測量信號輸出端與MPU控制器連接；第四電壓傳感器的測量正端與LCL濾波器的輸出正端連接，第四電壓傳感器的測量負端與LCL濾波器的輸出負端連接，第四電壓傳感器的測量信號輸出端與MPU控制器連接；電流傳感器的測量正端與第四電壓傳感器的測量正端連接，電流傳感器的測量負端與單相電網的火線接線端連接，電流傳感器的測量信號輸出端與MPU控制器連接；第一驅動模塊的輸入端與MPU控制器連接，第一驅動模塊的輸出端與反激變換器中第一功率管的柵極連接；第二驅動模塊的輸入端與MPU控制器連接，第二驅動模塊的第一輸出端與逆變橋中第二功率管的柵極以及第五功率管的柵極連接，第二驅動模塊的第二輸出端與逆變橋中第三功率管的柵極以及第四功率管的柵極連接。

此外，優選的結構是，LC濾波器包括第一電感和第一電容；其中，第一電感的一端與整流器的單相輸出正端連接，第一電感的另一端與第一電容的正極連接，第一電容的負極與整流器的單相輸出負端連接。