不平衡电网电压下风力发电机变换器直接功率的控制方法

摘要

本发明公开了一种不平衡电网电压下风力发电机变换器直接功率的控制方法，采用含有振荡项的功率作为功率给定对网侧变换器和转子侧变换器进行直接功率控制来解决在不平衡电网电压下风力发电机电磁转矩振荡和电流畸变的问题。本发明通过一种无需计算定子电压和定子电流的正负序分量的新方法来得出转子侧变换器含有振荡项的功率给定值，对转子侧变换器采用直接功率控制技术，解决了风电发电机在不平衡电网电压下电磁转矩振荡和定子电流畸变的问题；对三相定子电压和三相网侧变换器电流的正序、负序分量的计算，得到网侧含有振荡项的有功功率和无功功率给定，并对网侧变换器采用直接功率控制技术，得到了对称的、正弦变化的网侧电流。

主权项

一种不平衡电网电压下风力发电机变换器直接功率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)检测三相定子电压usa、usb、usc，三相定子电流isa、isb、isc，三相转子电流ira、irb、irc以及转子位置角θr；(2)将步骤(1)中三相定子电压usa、usb、usc经过3/2变换得到两相静止坐标系αβ下的定子电压usα、usβ；三相定子电流isa、isb、isc经过3/2变换得到两相静止坐标系αβ下的定子电流isα、isβ；三相转子电流ira、irb、irc经过3/2变换得到两相静止坐标系αβ下的转子电流irα、irβ；转子位置角θr经过微分得到转子旋转角速度ωr；(3)根据步骤(2)中定子两相静止坐标系αβ下的定子电压usα、usβ与定子电流isα、isβ进行磁链计算，得到定子磁链ψr和定子磁链位置角θs；计算定子磁链ψr在两相静止坐标系αβ下的定子磁链ψsα、ψsβ；将定子磁链位置角θs微分后得到同步旋转角速度ωs；(4)根据步骤(3)得到的定子两相静止坐标系αβ下的定子磁链ψsα、ψsβ，定子电流isα、isβ和电机极对数p进行转矩Tem计算；根据步骤(2)中定子两相静止坐标系αβ下的定子电压usα、usβ与定子电流isα、isβ进行瞬时功率计算，得到瞬时有功功率Ps和瞬时无功功率Qs；(5)根据得到的转矩Tem，瞬时有功功率Ps和定子需用有功功率Ps_req，计算出含振荡项的定子有功功率给定Ps_ref，并将定子需用无功功率Qs_req作为定子无功功率给定Qs_ref；(6)检测三相网侧变换器电流iga、igb、igc，并经过正序滤波器得到其正序分量；将三相定子电压usa、usb、usc经过负序滤波器得到定子电压负序分量；(7)由步骤(6)中三相网侧变换器电流正序分量、定子电压负序分量和网侧变换器需用功率，计算出网侧变换器含有振荡项的有功功率给定Pg_ref和网侧无功功率给定Qg_ref；(8)根据步骤(5)和步骤(7)得到含有振荡项的定子有功功率给定Ps_ref、定子无功功率给定Qs_ref、网侧有功功率给定Pg_ref和网侧无功功率给定Qg_ref，采用直接功率控制方法分别对转子侧和网侧变换器进行功率控制。