[發明專利]一種風力發電系統背靠背變流器的容錯控制方法及系統

有效

• 申請號: 201711265492.7
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108092303B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 王偉;石巖;程明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M1/32;H02M5/458
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

1.一種風力發電系統背靠背變流器的容錯控制方法，其特征在于，所述背靠背變流器為六橋臂兩電平結構，變流器的三個橋臂分別連接風力發電機側三相繞組，另三個橋臂分別連接電網側三相繞組，在發電機側繞組和電網側繞組之間連接有三組雙向晶閘管，每相只連接一組雙向晶閘管；所述容錯控制方法包括：

系統正常運行時三組雙向晶閘管均處于關斷狀態，采用SVPWM調制法獲得正常狀態下六個橋臂的開關信號控制系統運行；

當六個橋臂中任一橋臂發生故障時，切除故障橋臂，接通故障橋臂對應相的雙向晶閘管將原故障橋臂對應相連接至健康橋臂，構成五橋臂變流器，將該健康橋臂定義為公共橋臂；檢測公共橋臂的電流，若公共橋臂電流大于額定電流，調節發電機轉速，將公共橋臂上發電機側與電網側對應相的相位差控制在120°-240°內，實現變流器在非過流狀態下容錯運行；

在故障重構后，若公共橋臂電流小于額定電流，發電機側采用矢量控制，轉速由最佳葉尖速比確定，電網側采用直接功率控制；獲得給定電壓信號后，根據五橋臂六相PWM調制法，對六相給定電壓信號進行零序電壓補償，使得公共橋臂對應的兩相補償后的電壓相等，從而獲得五個橋臂的開關信號；

在故障重構后，若公共橋臂電流大于額定電流，調節發電機側轉速，控制公共橋臂上兩相相位差在120°-240°內，之后通過五橋臂六相PWM調制法，對六相給定電壓信號進行零序電壓補償，使得公共橋臂對應的兩相補償后的電壓相等，從而獲得五個橋臂的開關信號。

2.根據權利要求1所述的一種風力發電系統背靠背變流器的容錯控制方法，其特征在于，利用基于三角載波的調制方法，對零序電壓補償后的給定電壓信號進行調制得到系統的開關信號，實現系統的容錯運行。

3.使用根據權利要求1或2所述的背靠背變流器的容錯控制方法的風力發電系統，其特征在于，包括風力發電機、所述背靠背變流器、直流母線支撐電容組和所述三組雙向晶閘管，所述風力發電機的三相繞組分別連接至背靠背變流器的三個橋臂，變流器的另三個橋臂連接至電網；所述直流母線支撐電容組并聯在直流母線上，所述三組雙向晶閘管連接電網側與電機側繞組，電網側與電機側每相只連接一組雙向晶閘管。