[發(fā)明專利]并聯(lián)型風(fēng)電變流器的提升運(yùn)行效率的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710548296.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107508311B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡旭;陳根;曹云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

本發(fā)明提供了一種并聯(lián)型風(fēng)電變流器的提升運(yùn)行效率的方法級(jí)系統(tǒng)，包括：根據(jù)并聯(lián)型風(fēng)電變流器中變換器各工作點(diǎn)的效率值，利用數(shù)值擬合方法，得到并聯(lián)型風(fēng)電變流器的效率曲線與效率函數(shù)；通過(guò)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)離線計(jì)算并聯(lián)型風(fēng)電變流器各個(gè)工作點(diǎn)下的最優(yōu)效率及最優(yōu)功率分配比；將離線計(jì)算得到的最優(yōu)功率分配比制成查找表，設(shè)定并聯(lián)型風(fēng)電變流器各個(gè)工作點(diǎn)下的功率分配比。通過(guò)優(yōu)化各并聯(lián)變換器間的功率分配，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)型變流器的整體效率提升。該方法僅需對(duì)并聯(lián)型變流器的控制策略進(jìn)行修改，無(wú)需增加其他設(shè)備，并且動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，控制靈活度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及并聯(lián)型風(fēng)電變流器的提升運(yùn)行效率的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，可再生能源發(fā)展迅速，尤其是風(fēng)電和光伏。隨著風(fēng)電技術(shù)的日益成熟，風(fēng)電在世界范圍內(nèi)大規(guī)模發(fā)展。隨著陸上風(fēng)電資源的不斷開(kāi)發(fā)，風(fēng)電開(kāi)始從陸上向海上發(fā)展，海上風(fēng)電機(jī)組大容量化是發(fā)展趨勢(shì)。高可靠性是對(duì)海上風(fēng)電變流器最基本的要求，多變換器并聯(lián)運(yùn)行的方式可以大幅提高風(fēng)電變流器的可靠性，所以海上風(fēng)電變流器一般采用多變換器并聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)。

傳統(tǒng)控制方式下，并聯(lián)變換器系統(tǒng)多采用功率均分模式運(yùn)行，這種模式適用于負(fù)載功率穩(wěn)定的應(yīng)用場(chǎng)合。對(duì)于風(fēng)電變流器來(lái)講，風(fēng)能的隨機(jī)、波動(dòng)特性使得變換器上的負(fù)載功率波動(dòng)很大，其平均負(fù)載功率低于額定功率的50％。變流器的運(yùn)行效率取決于其負(fù)載功率，不同工作點(diǎn)下，其效率差異較大，尤其是低載工作點(diǎn)，其效率比額定效率低很多。功率均分控制不適合并聯(lián)型風(fēng)電變流器系統(tǒng)，需要提出新的運(yùn)行控制策略，提升其整體運(yùn)行效率。

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)提升變流器效率的研究集中在單個(gè)變換器效率的提升上，主要有采用新型功率器件、優(yōu)化變流器拓?fù)洹?yōu)化調(diào)制方式和控制算法等。針對(duì)波動(dòng)功率下并聯(lián)型變流器系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升方法尚未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。例如公開(kāi)號(hào)為CN105870957A的發(fā)明專利公開(kāi)了一種提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，該發(fā)明通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)直流母線電壓參考值，使變流器自適應(yīng)的工作在最小直流母線電壓上，從而減小電力電子器件電應(yīng)力并提高變流器效率。該方法只適用于單個(gè)變流器的效率提升，不適用與并聯(lián)系統(tǒng)效率的提升，且動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)母線給定值，會(huì)造成直流電容上電壓波動(dòng)較大，增加電容應(yīng)力，會(huì)降低電容、系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種并聯(lián)型風(fēng)電變流器的提升運(yùn)行效率的方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的并聯(lián)型風(fēng)電變流器的自適應(yīng)優(yōu)化組合提升運(yùn)行效率的方法，包括：

數(shù)值擬合步驟：根據(jù)并聯(lián)型風(fēng)電變流器中變換器各工作點(diǎn)的效率值，利用數(shù)值擬合方法，得到并聯(lián)型風(fēng)電變流器的效率曲線與效率函數(shù)；

優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)步驟：通過(guò)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)離線計(jì)算并聯(lián)型風(fēng)電變流器各個(gè)工作點(diǎn)下的最優(yōu)效率及最優(yōu)功率分配比；

查找表制作步驟：將離線計(jì)算得到的最優(yōu)功率分配比制成查找表，設(shè)定并聯(lián)型風(fēng)電變流器各個(gè)工作點(diǎn)下的功率分配比。

優(yōu)選的，所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)步驟以1‰的功率分辨率通過(guò)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)離線計(jì)算并聯(lián)型風(fēng)電變流器各個(gè)工作點(diǎn)下的最優(yōu)效率及最優(yōu)功率分配比。

優(yōu)選的，還包括：

自適應(yīng)優(yōu)化組合控制步驟：通過(guò)查找表得到任意工況下各個(gè)變換器的功率指令，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)優(yōu)化組合控制。

優(yōu)選的，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為：

g＝max{η_T(P_IN,1,P_IN,2,…P_IN,i…P_IN,n)}；