[發明專利]一種抑制直驅風機暫態過電壓的附加控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011454004.9
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112523943B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 何維;付天照;張睿;黃謹;王衡
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;國網新疆電力有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種抑制直驅風機暫態過電壓的附加控制方法，其特征在于，包括：

在所述直驅風機端電壓上升時，根據所述端電壓的變化指標生成電壓校正信號，并將所述電壓校正信號作為前饋控制信號附加到所述直驅風機網側變換器電流控制環節中PI控制器的輸出端，校正所述PI控制器輸出的直驅風機等效內電勢的d、q軸分量，以減小等效電源輸出電壓，從而抑制所述直驅風機的暫態過電壓；

所述端電壓的變化指標為所述端電壓的變化量，或者所述端電壓的變化率；

根據所述端電壓的變化指標生成電壓校正信號的具體方式為：

對所述端電壓的變化指標執行增益、濾波、微分中的一種或多種操作，生成所述電壓校正信號，包括：

按照E_dctrl＝k₁ΔV_d、E_qctrl＝k₂ΔV_q分別生成所述電壓校正信號的d軸分量E_dctrl和q軸分量E_qctrl；

或者，按照分別生成所述電壓校正信號的d軸分量E_dctrl和q軸分量E_qctrl；

或者，按照分別生成所述電壓校正信號的d軸分量E_dctrl和q軸分量E_qctrl；

其中，V表示所述直驅風機的端電壓，ΔV表示所述直驅風機的端電壓的變化量；V_d和V_q分別表示所述直驅風機的端電壓在鎖相坐標系下的d軸分量和q軸分量，ΔV_d和ΔV_q分別表示V_d和V_q的變化量；和分別表示V_d和V_q的變化率；k₁和k₂為增益參數，k₃～k₁₀為濾波參數，s為微分算子。

2.如權利要求1所述的抑制直驅風機暫態過電壓的附加控制方法，其特征在于，判斷所述直驅風機端電壓是否上升的方式包括：

若ΔV＞Tsd₁，則判斷所述直驅風機端電壓上升；

或者則判斷所述直驅風機端電壓上升；

其中，表示端電壓V的變化率；Tsd₁和Tsd₂表示判斷門檻值，且Tsd₁0，Tsd₂0。

3.一種抑制直驅風機暫態過電壓的附加控制系統，其特征在于，包括：端電壓測量模塊、控制啟動模塊、電壓校正信號生成模塊和端電壓響應優化模塊；

所述端電壓測量模塊，其與所述直驅風機的輸出端相連，用于測量所述直驅風機的端電壓V，和/或端電壓變化量，和/或端電壓變化率，和所述直驅風機的端電壓的d軸分量V_d和q軸分量V_q；

所述控制啟動模塊，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于根據所述端電壓測量模塊的測量結果判斷所述直驅風機的端電壓是否上升，并生成相應的控制啟動信號；所述控制啟動信號在所述端電壓上升時，指示所述電壓校正信號生成模塊開始工作；所述控制啟動信號在所述端電壓下降或維持不變時，指示所述電壓校正信號生成模塊不工作；

所述電壓校正信號生成模塊，其輸入端與所述控制啟動模塊及端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于在所述控制啟動信號指示所述電壓校正信號生成模塊開始工作時，根據所述端電壓的變化指標生成電壓校正信號；

所述端電壓響應優化模塊，其第一輸入端與所述電壓校正信號生成模塊的輸出端連接，其第二輸入端與所述直驅風機網側變換器電流控制環節中PI控制器的輸出端相連，其用于將所述電壓校正信號作為前饋控制信號附加到所述直驅風機網側變換器電流控制環節中PI控制器的輸出端，校正所述PI控制器輸出的直驅風機等效內電勢的d、q軸分量，以減小所述直驅風機的等效電源輸出電壓，從而抑制所述直驅風機的暫態過電壓；

所述電壓校正信號生成模塊包括：第一增益放大器、第二增益放大器和第一限幅器；

所述第一增益放大器，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于按照E_dctrl＝k₁ΔV_d生成所述電壓校正信號的d軸分量E_dctrl；

所述第二增益放大器，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其用于按照E_qctrl＝k₂ΔV_q生成所述電壓校正信號的q軸分量E_qctrl；

所述第一限幅器，其輸入端與所述第一增益放大器和所述第二增益放大器的輸出端相連，其輸出端作為所述電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對所述電壓校正信號的d軸分量E_dctrl和q軸分量E_qctrl進行限幅操作；

其中，ΔV_d和ΔV_q分別表示V_d和V_q的變化量；k₁和k₂為增益參數；

或者，所述電壓校正信號生成模塊包括：第一生成單元、第二生成單元和第二限幅器；

所述第一生成單元，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數為所述第一生成單元用于按照生成所述電壓校正信號的d軸分量E_dctrl；

所述第二生成單元，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數為所述第二生成單元用于按照生成所述電壓校正信號的q軸分量E_qctrl；

所述第二限幅器，其輸入端與所述第一生成單元和所述第二生成單元的輸出端相連，其輸出端作為所述電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對所述電壓校正信號的d軸分量E_dctrl和q軸分量E_qctrl進行限幅操作；

其中，和分別表示V_d和V_q的變化率；k₃～k₆為增益參數，s為微分算子；

或者，所述電壓校正信號生成模塊包括：第三生成單元、第四生成單元和第三限幅器；

所述第三生成單元，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數為所述第三生成單元用于按照生成所述電壓校正信號的d軸分量E_dctrl；

所述第四生成單元，其輸入端與所述端電壓測量模塊的輸出端相連，其傳遞函數為所述第四生成單元用于按照生成所述電壓校正信號的q軸分量E_qctrl；

所述第三限幅器，其輸入端與所述第三生成單元和所述第四生成單元的輸出端相連，其輸出端作為所述電壓校正信號生成模塊的輸出端，其用于對所述電壓校正信號的d軸分量E_dctrl和q軸分量E_qctrl進行限幅操作；

其中，ΔV_d和ΔV_q分別表示V_d和V_q的變化量；k₇～k₁₀為增益參數，s為微分算子。