專利名稱：基于可變開(kāi)關(guān)頻率的風(fēng)力發(fā)電雙饋?zhàn)兞髌鱯vpwm的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)カ發(fā)電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)，尤其是涉及一種可變開(kāi)關(guān)頻率的風(fēng)カ發(fā)電雙饋?zhàn)兞髌鱏VPWM的控制策略，屬于電カ電子及電カ拖動(dòng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在雙饋式風(fēng)力發(fā)電變流器的應(yīng)用中，一般采用網(wǎng)側(cè)、機(jī)側(cè)雙SVPWM控制技術(shù)。雙SVPWM變換器具有良好的輸入、輸出特性，功率可以雙向流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)，機(jī)側(cè)都能吸收或者發(fā)出能量；利用電壓矢量定向，計(jì)算得到分解出來(lái)的d，q軸分量，從而進(jìn)行分別控制。其中，以往的SVPWM調(diào)制，開(kāi)關(guān)頻率是固定的ー個(gè)常數(shù)，在高風(fēng)速的情況下，雙饋風(fēng)カ發(fā)電機(jī)饋入電網(wǎng)的功率比較高，電流較大，此時(shí)，相對(duì)較高的開(kāi)關(guān)頻率會(huì)使開(kāi)關(guān)器件溫升過(guò)高；而在低風(fēng)速情況下，雙饋電機(jī)輸入電網(wǎng)的功率比較小，此時(shí)，相對(duì)較高的開(kāi)關(guān)頻率使開(kāi)關(guān)器件損耗·加大，又會(huì)影響系統(tǒng)的效率。因此，可以得出結(jié)論，在風(fēng)速變化幅度較大的風(fēng)場(chǎng)，固定開(kāi)關(guān)頻率的SVPWM控制策略并不是較好的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出了風(fēng)カ發(fā)電雙饋?zhàn)兞髌鱏VPWM的控制策略，其技術(shù)方案為一種基于可變開(kāi)關(guān)頻率的風(fēng)カ發(fā)電雙饋?zhàn)兞髌鱏VPWM的控制方法，步驟一、雙饋電機(jī)正常并網(wǎng)發(fā)電情況下，采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)三相電流，將三相靜止坐標(biāo)系的電壓值轉(zhuǎn)換到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，得出兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流值；步驟ニ、雙饋電機(jī)正常并網(wǎng)發(fā)電情況下，通過(guò)光電編碼器采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，根據(jù)風(fēng)功率曲線得到對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，再計(jì)算出機(jī)側(cè)的q軸電流分量；步驟三，將步驟一中得到的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流值作為反饋值，將步驟ニ中得到的變流器q軸電流分量作為給定值，通過(guò)計(jì)算得到電流給定值(Id2)，共同輸入到變流器機(jī)側(cè)電流給定的PID環(huán)節(jié)，計(jì)算出給定的電流值(PID_Iq，PID_Id)，通過(guò)反變換函數(shù)得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電壓的a，^值(Ua，Ue)，同時(shí)根據(jù)變流器q軸電流(Iq)的給定和反饋值，通過(guò)函數(shù)計(jì)算出SVPWM的頻率；步驟四、進(jìn)行SVPWM計(jì)算，根據(jù)機(jī)側(cè)變流器三相橋臂的開(kāi)關(guān)函數(shù)不同值，得到三相橋式電路的上管和下管的導(dǎo)通或關(guān)斷。本發(fā)明的有益效果在本發(fā)明中，根據(jù)變流器機(jī)側(cè)q軸電流調(diào)節(jié)功率器件的開(kāi)關(guān)頻率，優(yōu)化了雙饋式風(fēng)電變流器功率器件IGBT開(kāi)關(guān)頻率的控制策略，進(jìn)ー步平衡了變流器的輸出諧波和功率器件的開(kāi)關(guān)損耗，提高了變流器的輸出效率。


圖I是基于可變開(kāi)關(guān)頻率的風(fēng)電雙饋?zhàn)兞髌鱏VPWM控制的原理圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作具體介紹如下。實(shí)施環(huán)節(jié)ー如圖I所示，雙饋電機(jī)正常并網(wǎng)發(fā)電情況下，采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)三相電流，將三相靜止坐標(biāo)系的電壓值轉(zhuǎn)換到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，具體計(jì)算函數(shù)如下
權(quán)利要求
1.一種基于可變開(kāi)關(guān)頻率的風(fēng)力發(fā)電雙饋?zhàn)兞髌鱏VPWM的控制方法，其特征在于 步驟一、雙饋電機(jī)正常并網(wǎng)發(fā)電情況下，采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)三相電流，將三相靜止坐標(biāo)系的電壓值轉(zhuǎn)換到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，得出兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流值； 步驟二、雙饋電機(jī)正常并網(wǎng)發(fā)電情況下，通過(guò)光電編碼器采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，根據(jù)風(fēng)功率曲線得到對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，再計(jì)算出機(jī)側(cè)的q軸電流分量； 步驟三，將步驟一中得到的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流值作為反饋值，將步驟二中得到的變流器q軸電流分量作為給定值，通過(guò)計(jì)算得到電流給定值(Id2)，共同輸入到變流器機(jī)側(cè)電流給定的PID環(huán)節(jié)，計(jì)算出給定的電流值(PID_Iq，PID_Id)，通過(guò)反變換函數(shù)得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電壓的α，β值(Ua，Ue )，同時(shí)根據(jù)變流器q軸電流(Iq)的給定和反饋值，通過(guò)函數(shù)計(jì)算出SVPWM的頻率； 步驟四、進(jìn)行SVPWM計(jì)算，根據(jù)機(jī)側(cè)變流器三相橋臂的開(kāi)關(guān)函數(shù)不同值，得到三相橋式電路的上管和下管的導(dǎo)通或關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于 步驟一中，具體計(jì)算函數(shù)如下 Ua = AD IaUb = AD Ih(公式 I) [lc = AD_Ic TRSJVTRSJq1 = Ftrs (la, lb, Ic) (公式 2)； 公式I中，Ia，lb, Ic為采樣的電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相電流，AD_Ia，AD_Ib，AD_Ic為實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相電流； 公式2中，F(xiàn)trs (X，y, z)為坐標(biāo)變換函數(shù)，其功能是將三相靜止坐標(biāo)系下的電流量變換得到兩相靜止下的dq量JRSJd1, TRSJq1為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于 步驟二中，具體計(jì)算函數(shù)如下 Trf = FT_V (V)(公式 3)Iq2 = kqFQ_T(Trf) (公式 4)； 公式3中，V為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，Trf為對(duì)應(yīng)V下的轉(zhuǎn)矩，F(xiàn)T_v(x)為轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速函數(shù)； 公式4中，Iq2為變流器q軸電流分量，k,為比例系數(shù)，F(xiàn)q_t(x)為轉(zhuǎn)矩函數(shù)，其功能是根據(jù)給定的轉(zhuǎn)矩計(jì)算出q軸的電流分量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于 步驟三中，具體計(jì)算函數(shù)如下\M1)—Id =Ftw(M2JRSJdl) 八 [PID^lq =FFID{lq2 JRS Jql) ^Ua, U0 = V1Fatrs (PID_Id, PID_Iq) (公式 6)f = Fq(Iq2, TRSJq1)其中 f < fsw_max (公式 7)； 公式5中，PID_Iq，PID_Id為PID環(huán)節(jié)的輸出電流值，Id2，Iq2為計(jì)算得出的電流給定值，F(xiàn)pid(XJ)為PID調(diào)節(jié)函數(shù)； 公式6中，Ua，Ue為兩相靜止坐標(biāo)系下電壓的α，β值，I^1為電壓電流轉(zhuǎn)換系數(shù)，為反變換函數(shù)，其功能是將兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系變換成兩相靜止坐標(biāo)系； 公式7中，f為SVPWM的頻率，fsw_max為IGBT的最大開(kāi)關(guān)頻率，F(xiàn)q(x, y)函數(shù)功能為根據(jù)Iq計(jì)算出相應(yīng)的頻率f。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于 步驟四中，進(jìn)行SVPWM計(jì)算，具體函數(shù)如下
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了基于可變開(kāi)關(guān)頻率的風(fēng)力發(fā)電雙饋?zhàn)兞髌鱏VPWM的控制方法，雙饋電機(jī)正常并網(wǎng)發(fā)電情況下，采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)三相電流，將三相靜止坐標(biāo)系的電壓值轉(zhuǎn)換到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，通過(guò)光電編碼器采樣電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，根據(jù)風(fēng)功率曲線得到對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，再計(jì)算出機(jī)側(cè)的q軸電流分量；將得到的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流值作為反饋值、變流器q軸電流分量作為給定值，通過(guò)計(jì)算得到電流給定值，共同輸入到變流器機(jī)側(cè)電流給定的PID環(huán)節(jié)，計(jì)算出給定的電流值，得到兩相靜止坐標(biāo)系下的，同時(shí)根據(jù)變流器q軸電流的給定和反饋值，計(jì)算出SVPWM的頻率；根據(jù)機(jī)側(cè)變流器三相橋臂的開(kāi)關(guān)函數(shù)不同值，得到三相橋式電路的上管和下管的導(dǎo)通或關(guān)斷。
文檔編號(hào)H02M1/08GK102790515SQ20121030082
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者姚廣秀, 孫永佳, 莊俊, 曹陽(yáng), 朱波, 王磊, 肖遙, 鄭東山, 郭巍, 駱皓 申請(qǐng)人:南京國(guó)電南自風(fēng)電自動(dòng)化技術(shù)有限公司