[發(fā)明專(zhuān)利]直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)的無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810778801.9
• 申請(qǐng)日: 2018-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108879716B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任永峰;紀(jì)蔚濤;云平平;薛宇;廉茂航
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/18
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/18;H02J3/16
• 代理公司: 北京專(zhuān)贏專(zhuān)利代理有限公司 11797
• 代理人: 劉備

1.一種直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)的無(wú)功協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述方法包括步驟：

接收檢測(cè)得到的公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值；

比較所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值；

若所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則啟用靜止同步補(bǔ)償器進(jìn)行無(wú)功控制，同時(shí)網(wǎng)側(cè)變流器繼續(xù)工作在恒功率因數(shù)模式；

若所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值超出所述預(yù)設(shè)范圍，切換直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器工作狀態(tài)，與靜止同步補(bǔ)償器聯(lián)合進(jìn)行無(wú)功控制，

所述啟用靜止同步補(bǔ)償器進(jìn)行無(wú)功控制包括：

將公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到靜止同步補(bǔ)償器的第一無(wú)功參考電流

將直流母線(xiàn)電壓的實(shí)際值與直流母線(xiàn)電壓的參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到靜止同步補(bǔ)償器的有功參考電流

根據(jù)所述靜止同步補(bǔ)償器的第一無(wú)功參考電流以及所述靜止同步補(bǔ)償器的有功參考電流計(jì)算并生成第一SVPWM調(diào)制信號(hào)，進(jìn)而由靜止同步補(bǔ)償器根據(jù)第一SVPWM調(diào)制信號(hào)進(jìn)行無(wú)功控制，

所述網(wǎng)側(cè)變流器繼續(xù)工作在恒功率因數(shù)模式，包括：

將直流母線(xiàn)電壓的實(shí)際值與直流母線(xiàn)電壓的參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到網(wǎng)側(cè)變流器的第一有功參考電流所述第一有功參考電流限幅于網(wǎng)側(cè)變流器最大允許電流i_max；

網(wǎng)側(cè)變流器的第一無(wú)功參考電流為零；

所述網(wǎng)側(cè)變流器根據(jù)繼續(xù)所述第一有功參考電流以及網(wǎng)側(cè)變流器的第一無(wú)功參考電流工作在恒功率因數(shù)模式，

所述切換直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器工作狀態(tài)，包括：

根據(jù)計(jì)算得到第一值，并根據(jù)計(jì)算得到第二值，將第一值及第二值中的較大者作為網(wǎng)側(cè)變流器的第二無(wú)功參考電流其中，I_N表示風(fēng)機(jī)額定電流，u_p表示檢測(cè)得到的公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值，i_max表示網(wǎng)側(cè)變流器最大允許電流，為網(wǎng)側(cè)變流器的第二有功參考電流；

若所述第一值為所述較大者，則根據(jù)計(jì)算得到網(wǎng)側(cè)變流器的第二有功參考電流

若所述第二值為所述較大值，則將直流母線(xiàn)電壓的實(shí)際值與直流母線(xiàn)電壓的參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到網(wǎng)側(cè)變流器的第二有功參考電流所述第二有功參考電流限幅于網(wǎng)側(cè)變流器最大允許電流i_max；

根據(jù)所述網(wǎng)側(cè)變流器的第二有功參考電流以及所述網(wǎng)側(cè)變流器的第二無(wú)功參考電流計(jì)算并生成第二SVPWM調(diào)制信號(hào)，進(jìn)而由網(wǎng)側(cè)變流器根據(jù)第二SVPWM調(diào)制信號(hào)進(jìn)行無(wú)功控制，

所述靜止同步補(bǔ)償器通過(guò)以下步驟與直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器聯(lián)合進(jìn)行無(wú)功控制，具體包括：

將公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到總的無(wú)功需求Q_all；

計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的所有直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)的網(wǎng)側(cè)變流器的無(wú)功可調(diào)總?cè)萘縌_{Gall_max}；

根據(jù)Q_S＝Q_all-kQ_{Gall_max}計(jì)算靜止同步補(bǔ)償器的無(wú)功指令，其中，k為直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)的無(wú)功功率折算到并網(wǎng)點(diǎn)的的總損耗系數(shù)；

根據(jù)所述無(wú)功指令，利用計(jì)算得到靜止同步補(bǔ)償器的第二無(wú)功參考電流其中，Eg為電網(wǎng)電壓矢量的幅值；

將直流母線(xiàn)電壓的實(shí)際值與直流母線(xiàn)電壓的參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到靜止同步補(bǔ)償器的有功參考電流

所述靜止同步補(bǔ)償器根據(jù)其第二無(wú)功參考電流以及有功參考電流計(jì)算并生成第三SVPWM調(diào)制信號(hào)，進(jìn)而根據(jù)第三SVPWM調(diào)制信號(hào)進(jìn)行無(wú)功控制。

2.一種直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)的無(wú)功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：無(wú)功協(xié)調(diào)控制裝置、網(wǎng)側(cè)變流器以及靜止同步補(bǔ)償器，所述無(wú)功協(xié)調(diào)控制裝置分別與所述網(wǎng)側(cè)變流器以及靜止同步補(bǔ)償器連接，其中：

所述無(wú)功協(xié)調(diào)控制裝置，用于接收檢測(cè)得到的公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值；比較所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值；若所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則啟用所述靜止同步補(bǔ)償器進(jìn)行無(wú)功控制，同時(shí)所述網(wǎng)側(cè)變流器繼續(xù)工作在恒功率因數(shù)模式；若所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值超出所述預(yù)設(shè)范圍，切換直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器工作狀態(tài)，與靜止同步補(bǔ)償器聯(lián)合進(jìn)行無(wú)功控制，

所述靜止同步補(bǔ)償器包括：

第一無(wú)功計(jì)算單元，用于在所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，將公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到靜止同步補(bǔ)償器的第一無(wú)功參考電流

第一有功計(jì)算單元，用于在所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，將直流母線(xiàn)電壓的實(shí)際值與直流母線(xiàn)電壓的參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到靜止同步補(bǔ)償器的有功參考電流

第一功率調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所述靜止同步補(bǔ)償器的第一無(wú)功參考電流以及所述靜止同步補(bǔ)償器的有功參考電流計(jì)算并生成第一SVPWM調(diào)制信號(hào)，進(jìn)而由靜止同步補(bǔ)償器根據(jù)第一SVPWM調(diào)制信號(hào)進(jìn)行無(wú)功控制，

所述網(wǎng)側(cè)變流器包括：

第二有功計(jì)算單元，用于在所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，將直流母線(xiàn)電壓的實(shí)際值與直流母線(xiàn)電壓的參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到網(wǎng)側(cè)變流器的第一有功參考電流所述第一有功參考電流限幅于網(wǎng)側(cè)變流器最大允許電流i_max；

第二無(wú)功計(jì)算單元，用于在所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，網(wǎng)側(cè)變流器的第一無(wú)功參考電流為零；

第二功率調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)繼續(xù)所述第一有功參考電流以及網(wǎng)側(cè)變流器的第一無(wú)功參考電流工作在恒功率因數(shù)模式，

所述網(wǎng)側(cè)變流器還包括：

第三無(wú)功計(jì)算單元，用于在所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值超出所述預(yù)設(shè)范圍時(shí)，根據(jù)計(jì)算得到第一值，并根據(jù)計(jì)算得到第二值，將第一值及第二值中的較大者作為網(wǎng)側(cè)變流器的第二無(wú)功參考電流其中，I_N表示風(fēng)機(jī)額定電流，u_p表示檢測(cè)得到的公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值，i_max表示網(wǎng)側(cè)變流器最大允許電流，為網(wǎng)側(cè)變流器的第二有功參考電流；

第三有功計(jì)算單元，用于在所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值超出所述預(yù)設(shè)范圍時(shí)，若所述第一值為所述較大者，則根據(jù)計(jì)算得到網(wǎng)側(cè)變流器的第二有功參考電流若所述第二值為所述較大值，則將直流母線(xiàn)電壓的實(shí)際值與直流母線(xiàn)電壓的參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到網(wǎng)側(cè)變流器的第二有功參考電流所述第二有功參考電流限幅于網(wǎng)側(cè)變流器最大允許電流i_max；第三功率調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所述網(wǎng)側(cè)變流器的第二有功參考電流以及所述網(wǎng)側(cè)變流器的第二無(wú)功參考電流計(jì)算并生成第二SVPWM調(diào)制信號(hào)，進(jìn)而由網(wǎng)側(cè)變流器根據(jù)第二SVPWM調(diào)制信號(hào)進(jìn)行無(wú)功控制，

所述靜止同步補(bǔ)償器還包括：

第四無(wú)功計(jì)算單元，用于在所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值超出所述預(yù)設(shè)范圍時(shí)，將公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到總的無(wú)功需求Q_all；計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的所有直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)的網(wǎng)側(cè)變流器的無(wú)功可調(diào)總?cè)萘縌_{Gall_max}；根據(jù)Q_S＝Q_all-kQ_{Gall_max}計(jì)算靜止同步補(bǔ)償器的無(wú)功指令，其中，k為直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)的無(wú)功功率折算到并網(wǎng)點(diǎn)的總損耗系數(shù)；根據(jù)所述無(wú)功指令，利用計(jì)算得到靜止同步補(bǔ)償器的第二無(wú)功參考電流其中，Eg為電網(wǎng)電壓矢量的幅值；

第四有功計(jì)算單元，用于在所述公共并網(wǎng)點(diǎn)的電壓值與預(yù)設(shè)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓參考值之間的差值超出所述預(yù)設(shè)范圍時(shí)，將直流母線(xiàn)電壓的實(shí)際值與直流母線(xiàn)電壓的參考值之間的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到靜止同步補(bǔ)償器的有功參考電流

第四功率調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所述靜止同步補(bǔ)償器的第二無(wú)功參考電流以及所述靜止同步補(bǔ)償器的有功參考電流計(jì)算并生成第三SVPWM調(diào)制信號(hào)，進(jìn)而根據(jù)第三SVPWM調(diào)制信號(hào)進(jìn)行無(wú)功控制。