[發明專利]級聯H橋中壓風電變流器故障重構優化控制方法

有效

• 申請號: 201710642816.8
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107425767B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 張建文;李鑫;蔡旭
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02P9/10
• 分類號: H02P9/10;H02P9/04;H02P101/15
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

1.一種級聯H橋中壓風電變流器故障重構優化控制方法，其特征在于，應用在中壓永磁直驅同步發電機中，所述級聯H橋中壓風電變流器的每相包括：N個功率單元；N為大于1的正整數，所述方法包括：

通過變流器故障監測系統獲取變流器每相功率單元故障信息，確定變流器故障狀態；

獲取中性點偏移電壓與級聯H橋中壓風電變流器在對應故障狀態下的最大輸出電壓；

根據變流器故障狀態與風速、發電機輸出功率信息，通過查表法獲取最佳槳距角信息；

根據所述最大輸出電壓與最佳槳距角，以使對應故障狀態下中壓永磁直驅同步發電機的輸出功率最大；

所述獲取中性點偏移電壓與級聯H橋中壓風電變流器在對應故障狀態下的最大輸出電壓，采用以下方法：

設N₁為變流器星型點，則變流器相對N₁輸出相電壓可以表示為：

式中：A_m、B_m與C_m分別是三相電壓的幅值，θ_a、θ_a-θ_ab與θ_a+θ_ac分別是A相電壓、B相電壓、C相電壓的相位角；u_a1表示變流器輸出A相電壓，u_b1表示變流器輸出B相電壓，u_c1表示變流器輸出C相電壓，θ_ab表示變流器輸出A相、B相相角差，θ_ac表示變流器輸出A相、C相相角差，ω表示變流器輸出電壓角頻率，t表示時間；

當θ_a、θ_ab與θ_ac分別滿足以下條件(5)時，變流器輸出最大平衡線電壓，此時變流器輸出線電壓與相電壓幅值分別表示為如式(6)(7)，中性點偏移電壓表示為如式(8)，具體如下：

式中：A_m表示A相電壓的幅值，B_m表示B相電壓的幅值，C_m表示C相電壓的幅值，U_m表示相電壓峰值，U_L表示線電壓峰值，U_n表示偏移電壓峰值；

N₁相對于N₀偏移電壓u_n為：

u_n＝U_n sin(ωt+θ_n)

式中：N₀表示發電機中性點；

若變流器每相N個功率單元，A相、B相、C相這三相中故障器件的數目分別是N_a、N_b與N_c，歸一化后得到帶入上述方程即可得到中性點偏移電壓與變流器在對應故障狀態下的最大輸出電壓。

2.根據權利要求1所述的級聯H橋中壓風電變流器故障重構優化控制方法，其特征在于，還包括：

在所述中壓永磁直驅同步發電機的轉速達到故障下額定轉速之后，啟用變槳控制方式，具體的：

第一變槳控制階段：采用查表法選擇槳距角，以獲取風力機在當前風速狀況下最優的風能利用率C_p；

第二變槳控制階段：當發電機輸出功率達到最大功率后，采用查表法調整槳距角，以使所述中壓永磁直驅同步發電機的輸出功率保持在故障狀態下的最大值。