[發明專利]用于轉子集成變流器的雙饋發電系統及控制方法

在審

• 申請號: 202210813628.8
• 申請日: 2022-07-12
• 公開（公告）號: CN114977931A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 崔學深;李天伯;羅應立;趙海森
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/18;H02P21/14;H02P27/06;H02K3/50;H02M7/155;H02M7/515
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 姜有保

1.一種用于轉子集成變流器的雙饋發電系統，其特征在于，包括：

雙饋發電機，所述雙饋發電機為無刷繞線型雙饋發電機，包括定子繞組和轉子繞組；

旋轉電樞式勵磁機，所述旋轉電樞式勵磁機的轉子與雙饋發電機的轉子同軸，所述旋轉電樞式勵磁機的轉子繞組輸出交流電；

旋轉變流器，所述旋轉變流器包括整流單元、控制器和逆變單元，所述整流單元用于將所述旋轉電樞式勵磁機的轉子繞組輸出的交流電轉換成直流電；所述逆變單元用于將所述直流電轉換成交流電，并輸入至所述雙饋發電機的轉子繞組。

2.根據權利要求1所述的雙饋發電系統，其特征在于：所述控制器包括控制單元、PI調節單元，所述PI調節單元用于對所述雙饋發電機的轉速和定子側輸出的無功功率進行PI調節，輸出雙饋發電機的轉子電壓參考值；所述控制單元根據所述轉子電壓參考值控制所述逆變單元，以實現對所述雙饋發電機的轉速和定子側無功功率進行控制。

3.根據權利要求2所述的雙饋發電系統，其特征在于：所述控制器還包括脈沖信號發生單元，所述控制單元根據所述轉子電壓參考值，控制所述脈沖信號發生單元產生PWM信號以控制所述逆變單元。

4.根據權利要求2所述的雙饋發電系統，其特征在于：所述控制單元根據當前風力參數，確定所述雙饋發電機的轉子轉速和定子無功功率參考值，并將所述轉子轉速和定子無功功率參考值輸入至所述PI調節單元。

5.根據權利要求1所述的雙饋發電系統，其特征在于：還包括電流傳感器、電壓傳感器，分別用于檢測所述雙饋發電機的定子側電流、轉子側電流和定子側電壓，所述電流傳感器、電壓傳感器的信號輸出端接控制器。

6.根據權利要求1所述的雙饋發電系統，其特征在于：還包括轉速傳感器，所述轉速傳感器采用光電碼盤或光電編碼器，用于檢測所述雙饋發電機的轉子轉速，所述轉速傳感器的信號輸出端接控制器。

7.根據權利要求1所述的雙饋發電系統，其特征在于：所述旋轉變流器設置于所述雙饋發電機的轉軸上，位于所述雙饋發電機的轉子和所述旋轉電樞式勵磁機的轉子之間。

8.根據權利要求1所述的雙饋發電系統，其特征在于：所述旋轉變流器的容量小于所述雙饋發電機的容量。

9.根據權利要求1所述的雙饋發電系統，其特征在于：當雙饋發電機轉子轉速變化時，所述控制單元通過控制所述逆變單元來調節所述雙饋發電機的轉子繞組的電壓與頻率，以維持所述雙饋發電機的定子繞組的電壓與頻率恒定，實現所述雙饋發電機的變速恒頻發電。

10.一種基于權利要求1至9任何一項所述用于轉子集成變流器的雙饋發電系統的控制方法，其特征在于,包括如下步驟：

步驟1：獲得所述雙饋發電機的轉子轉速、定子側電壓和定、轉子側電流；

步驟2：根據當前風力參數，確定所述雙饋發電機的轉子轉速和定子無功功率參考值；

步驟3：根據所述雙饋發電機的轉子轉速和定子無功功率參考值，通過PI調節單元調節獲得所述雙饋發電機的轉子電壓參考值；

步驟4：根據所述轉子電壓參考值，輸出PWM信號以實現對所述雙饋發電機的轉子轉速和定子無功功率的控制。