一种抽水蓄能电站静止变频启动功率因数最优控制方法

摘要

一种抽水蓄能电站静止变频启动功率因数最优控制方法，包括以下步骤：1）系统初始化，设置控制器寄存器，初始化参数设置；2）控制策略转换点频率计算。本发明公开的技术方案具有以下明显优点：1、显著提高变频器的功率因数，通过本发明提出的控制策略，可显著提高功率因数，功率因素最大可达到1（裕度系数取1时）；2、通过计算控制方式切换点的方法，实现采用不同阶段分别控制的办法，在频率达到之前，γ值取较小，以便得到较大的电磁转矩，减小转矩脉动，静止启动快速性和稳定性提高。在频率达到之后，通过控制γ实现机组调速，整流侧采用α₀进行开环控制，此后以最大功率因数运行，使机组快速达到同期条件，缩短启动周期。

主权项

1.一种抽水蓄能电站静止变频启动功率因数最优控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1）系统初始化设置控制器寄存器，初始化参数设置；2）控制策略转换点频率计算根据公式（1），其中水泵水轮机极对数恒定，假设励磁电流、换相重叠角在机组启动过程中变化范围较小忽略其调速特性，忽略直流回路总电阻、凸极电磁转矩及变频器系统损耗，则确定抽水蓄能电站静止变频器对机组转速的控制参数为：、（1）——机组转速——系统侧线电压——发电机极对数——含有气隙每极磁通量的系数，与励磁电流有关——整流桥控制角——逆变桥换相超前角——换相重叠角，一般取10°当机组频率小于等于时，控制对象采用，对机组进行速度控制；当机组频率大于时，控制对象采用，对机组进行速度控制；的计算按照公式（3）计算：（3）其中：在上式中，取值范围为30°-60°，此时的意义：在换相超前角为时，为对应机组转速增加到该值时，整流侧的控制角度为零度，即此时的变频器系统功率因数最大，为裕度系数；3）当机组频率小于等于时的控制策略在此阶段，采用转速-电流双闭环控制机组转速，逆变桥采用定角度控制策略，γ角度恒定不变；即转速给定值NG与实际转速NC之差产生的转速偏差信号送至转速调节器（PI控制器）中，转速偏差信号通过PI控制器计算输出电流控制信号IG，再由IG与实际电流IC产生的偏差信号送到电流调节器（PI控制器）的输入端，再经过PI控制器计算出整流桥控制角的输出角度指令，送给整流装置，从而对机组实现了转速的双闭环控制；当机组的频率达到时，将此时整流控制角记为α0，然后转到下一种控制方式；4）当机组频率大于时的控制方式在此阶段，整流侧采用定角度控制，逆变侧换相超前角作为控制参数，进行闭环控制；即转速给定值NG与实际转速NC之差产生的转速偏差信号送至转速调节器（PI控制器）中，通过PI控制器计算输出换相超前角γ0命令信号，该信号送给逆变桥控制装置，整流桥控制角为固定值α0；5）判断机组转速是否达到同期阶段，退出启动控制当机组实际转速NC将继续逐渐接近给定NG的值，直到机组频率达到同期转速（50Hz±3%）时，完成抽水蓄能机组静止变频器的启动控制。