可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制方法

摘要

本发明提供了一种可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制方法，包括网侧锁相PLL-Grid环节、电流旋转变换环节、磁链与转矩观测环节、同步控制环节、磁链控制环节、速度转矩映射环节、转矩控制环节、电压前馈环节、电流控制环节、旋转矢量控制SVM环节。本发明采用矢量控制技术，在电励磁同步机各种模式下具有系统转矩与无功调节迅速的特点；采用的同步励磁发电电动机具有“定频变速”的特性，使得水轮机组可在电机同步速点上下调节，较传统同步机拖动方式，可有效减少水轮机组的负荷压力；变流器为转差功率变流器，与采用同步机组的全功率变流相比具有体积小，结构紧凑的特点。

主权项

1.一种可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制方法，其特征在于，包括网侧锁相PLL-Grid环节、电流旋转变换环节、磁链与转矩观测环节、同步控制环节、磁链控制环节、速度转矩映射环节、转矩控制环节、电压前馈环节、电流控制环节、旋转矢量控制SVM环节，其中：网侧锁相PLL-Grid环节的输入量为网侧线电压U_{n(L1L2，L2L3)}，通过动态锁相技术获取网侧电压相角及角频率电流旋转变换环节的输入量为变流器输出电流i_r(R，S，T)及转子磁链旋转角度输出量为同步旋转坐标系下转子(m，T)轴分量i_(m，t)；磁链与转矩观测环节的输入量为转子(m，T)轴电流分量i_(m，t)、逆变器重构电压U_r(R，S，T)、电机转速ω_rs、电机位置角λ_Rolor、定子侧开路电压U_{s(RS，ST，TR)}、定子侧电流i_s(R，S，T)以及网侧锁相PLL-Grid环节输出的网侧电压相角和角频率通过磁链与转矩观测环节获取转子侧磁链幅值转子磁链旋转角度电机电磁转矩同时通过功率计算得到系统无功Q及功率因数同步控制环节的输入量为转子磁链给定值、网侧线电压U_{n(L1L2，L2L3)}检测、定子端输出电压U_s(R，S，T)、转子磁链角度估算量通过同步控制环节获取转差频率给定值Δω^*_sync及转子磁链给定控制值磁链控制环节的输入量为转子磁链给定控制值及估算量角度估算量通过磁链控制环节获取转子磁链给定值速度转矩映射环节用于获取转矩的给定量T^*′，其输入量为转矩给定值T^*及电机转速ω_rs，其根据发电电动机的运行特性，通过查表获取转矩的给定量T^*′；转矩控制环节用于获取转矩电流给定值其输入量为转矩的给定量T^*′、转矩观测量及转子侧磁链幅值电压前馈环节完成对系统中控制量的补偿量U_rF(m，I)输出，其输入量为转差频率给定值Δω^*_sync、电机转速ω_rs、转子侧磁链幅值转子电流给定值电流控制环节的输出量为逆变器电压给定指令输入量为补偿量U_rF(m，I)、转子电流给定值链旋转角度及转子(m，T)轴电流分量i_(m，t)；旋转矢量控制SVM环节用于根据电流控制环节的输出量逆变器电压给定指令完成四象限逆变器的开关状态输出，最终得到逆变器的开关状态，完成对逆变器的控制。