九相永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)側(cè)pwm變換器控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種九相永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器控制方法，首先利用最佳葉尖速比法實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤，得到當(dāng)前風(fēng)速下的電機(jī)參考轉(zhuǎn)速；然后通過(guò)轉(zhuǎn)速內(nèi)環(huán)控制得到電流控制環(huán)節(jié)的三組三相系統(tǒng)的定子交軸電流參考信號(hào)，同時(shí)設(shè)定三組三相系統(tǒng)定子直軸電流參考信號(hào)為零；將三組交、直軸電流參考信號(hào)經(jīng)過(guò)dq-αβ變換轉(zhuǎn)換到αβ坐標(biāo)系上，與Clark變換后得到的定子側(cè)電流反饋信號(hào)比較后得到電流誤差值，再將其通過(guò)比例諧振調(diào)節(jié)器得到三組αβ坐標(biāo)系上電壓參考信號(hào)，分別送入三個(gè)SVPWM信號(hào)發(fā)生模塊，輸出的SVPWM信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)側(cè)變換器。本發(fā)明方法簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)控制方法，同時(shí)有效消除了系統(tǒng)內(nèi)的耦合，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)魯棒性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】九相永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種九相永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能是一種清潔的可再生能源，在能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題不斷凸顯的今天，積極發(fā)展包括風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源的發(fā)電技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急，研制適合于風(fēng)能高效轉(zhuǎn)換利用、運(yùn)行可靠、控制方便且成本較低的新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)成為當(dāng)前緊迫而又影響較大的技術(shù)問(wèn)題，如何使得電能的獲取效率更高、更穩(wěn)定、電能質(zhì)量更好以及如何控制保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行成為了亟待解決的問(wèn)題。
[0003]隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大，電力電子功率變換器便成為制約系統(tǒng)容量增大的瓶頸。為了突破電力電子器件容量的限制，多相電機(jī)被應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。多相電機(jī)減小了功率變換器的容量，提高了系統(tǒng)的冗余性和可靠性，但是這也為發(fā)電機(jī)側(cè)控制提出了更高的要求。為了降低多相電機(jī)的控制難度，可將多相風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)看作多組三相系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，從而對(duì)每組子系統(tǒng)采取傳統(tǒng)的三相電機(jī)的控制方法，這樣的做法使多相電機(jī)的控制變得簡(jiǎn)單，且有較高的可靠性。然而，多組三相系統(tǒng)相比于三相系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)部存在更多的耦合，而傳統(tǒng)多組三相系統(tǒng)的控制方法不僅控制算法復(fù)雜，而且解耦方法存在諸多缺陷。為此，本發(fā)明針對(duì)這一問(wèn)題提出了一種新穎的適用于九相風(fēng)力發(fā)電三組三相系統(tǒng)發(fā)電機(jī)側(cè)系統(tǒng)的控制方法，這種方法不僅吸取了傳統(tǒng)的多組三相系統(tǒng)控制的優(yōu)勢(shì)，而且簡(jiǎn)化了控制算法，解決了系統(tǒng)中的耦合問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明提供一種可以實(shí)現(xiàn)九相永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能跟蹤，并簡(jiǎn)化控制算法、有效解決系統(tǒng)內(nèi)耦合問(wèn)題的九相永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器的控制方法。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的九相永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器控制方法，首先根據(jù)當(dāng)前的風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)參數(shù)，利用最佳葉尖速比法實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤，即MPPT模塊控制，得到當(dāng)前風(fēng)速下的最佳電機(jī)轉(zhuǎn)速即電機(jī)參考轉(zhuǎn)速；然后通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器的控制，使電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到這一參考轉(zhuǎn)速；
[0006]對(duì)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器的控制的具體步驟為:
[0007]將電機(jī)參考轉(zhuǎn)速與實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速做減法運(yùn)算得到轉(zhuǎn)速誤差值，再通過(guò)PI調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)得到電流控制環(huán)節(jié)的三組三相系統(tǒng)的定子交軸電流參考信號(hào)，同時(shí)設(shè)定三組三相系統(tǒng)的定子直軸電流參考信號(hào)為零；
[0008]將三組三相系統(tǒng)的定子交軸電流參考信號(hào)和定子直軸電流參考信號(hào)分別經(jīng)過(guò)dq-α β變換轉(zhuǎn)換到α β坐標(biāo)系上,并將得到的α β坐標(biāo)系上的電流參考信號(hào)分別與實(shí)際采集并經(jīng)過(guò)Clark變換得到的定子側(cè)電流反饋信號(hào)做減法運(yùn)算得到電流誤差值；[0009]再把電流誤差值經(jīng)過(guò)比例諧振調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后得到三組α β坐標(biāo)系上的電壓參考
信號(hào)，其中比例諧振調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)過(guò)程中的傳遞函數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種九相永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器控制方法，其特征在于，該方法首先根據(jù)當(dāng)前的風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)參數(shù)，利用最佳葉尖速比法實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤，即MPPT模塊控制，得到當(dāng)前風(fēng)速下的最佳電機(jī)轉(zhuǎn)速即電機(jī)參考轉(zhuǎn)速；然后通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器的控制，使電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到這一參考轉(zhuǎn)速； 所述對(duì)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器的控制的具體步驟為: 將電機(jī)參考轉(zhuǎn)速與實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速做減法運(yùn)算得到轉(zhuǎn)速誤差值，再通過(guò)PI調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)得到電流控制環(huán)節(jié)的三組三相系統(tǒng)的定子交軸電流參考信號(hào)，同時(shí)設(shè)定三組三相系統(tǒng)的定子直軸電流參考信號(hào)為零； 將三組三相系統(tǒng)的定子交軸電流參考信號(hào)和定子直軸電流參考信號(hào)分別經(jīng)過(guò)dq-α β變換轉(zhuǎn)換到α β坐標(biāo)系上，并將得到的α β坐標(biāo)系上的電流參考信號(hào)分別與實(shí)際采集并經(jīng)過(guò)Clark變換得到的定子側(cè)電流反饋信號(hào)做減法運(yùn)算得到電流誤差值； 再把所述電流誤差值經(jīng)過(guò)比例諧振調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后得到三組α β坐標(biāo)系上的電壓參考

信號(hào)，其中比例諧振調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)過(guò)程中的傳遞函數(shù)Kp+skiωcs/s2+wωcs+ω20，其中1Vki為比例環(huán)節(jié)系數(shù)、積分環(huán)節(jié)系數(shù)，ω。為控制器截止頻率，Coci為基波頻率，s為復(fù)變量； 最后將三組α β坐標(biāo)系上的電壓參考信號(hào)分別送入三個(gè)SVPWM信號(hào)發(fā)生模塊，利用輸出的三組SVPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的九相永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)側(cè)PWM變換器控制方法，其特征在于，所述每組三相系統(tǒng)中，α β坐標(biāo)系上的電流參考信號(hào)包括α軸上的電流參考信號(hào)ia*和β軸上的電流參考信號(hào)&，所述定子側(cè)電流反饋信號(hào)包括α軸上的電流信號(hào)ia和β軸上的電流信號(hào)％，將電流參考信號(hào)ia、ie分別與對(duì)應(yīng)的定子側(cè)電流反饋信號(hào)G、4做減法運(yùn)算，得到a軸上的電流誤差值A(chǔ)ia和β軸上的Aie ; 每組三相系統(tǒng)中的兩個(gè)電流誤差值A(chǔ)ia和Ai3分別經(jīng)過(guò)比例諧振調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后，得到α軸上的電壓信號(hào)t/:和β軸上的電壓信號(hào)GyS，構(gòu)成一組α β坐標(biāo)系上的電壓參考信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02P9/00GK103904970SQ201410149423
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】樊英, 夏子朋 申請(qǐng)人:東南大學(xué)