[实用新型]一种通过DFIG功率计算来实现风能输入的控制系统

权利要求书

1.一种通过DFIG功率计算来实现风能输入的控制系统，其特征在于：它包括第一减法器(1)、第二减法器(2)、第一PI型功率调节器(3)、第二PI型功率调节器(4)、第一电流转换器(5)、第二电流转换器(6)、第三电流转换器(7)、第一加法器(8)、第二加法器(9)、第三加法器(10)、第一PI型电流调节器(11)、第二PI型电流调节器(12)、第四加法器(13)、第五加法器(14)、mt转αβ坐标转换器(15)、两相转三相坐标转换器(16)、PWM模块(17)、转子侧整流器(18)、网侧整流器(19)、第一三相转两相坐标转换器(20)、αβ转mt坐标转换器(21)、电压补偿计算器(22)、DFIG(23)、光电编码器(24)、积分器(25)、第三减法器(26)、第二三相转两相坐标转换器(27)、磁链观测器(28)、微分器(29)、第四减法器(30)、第三三相转两相坐标转换器(31)、PQ计算模块(32)、功率转换器(33)和参考有功功率计算模块(34)；

第一减法器(1)的第一输入端与Q^*相连接，第一减法器(1)的Q₁输入端与PQ计算模块(32)的Q₁输出端相连接，第一减法器(1)的输出端与第一PI型功率调节器(3)的输入端相连接，第二减法器(2)的P^*输入端与参考有功功率计算模块(34)的P^*输出端相连接，第二减法器(2)的P₁输入端与PQ计算模块(32)的P₁输出端相连接，第二减法器(2)的输出端与第二PI型功率调节器(4)的输入端相连接，第一PI型功率调节器(3)的信号输出端与第二电流转换器(6)的信号输入端相连接，第二PI型功率调节器(4)的信号输出端与第三电流转换器(7)的信号输入端相连接，第一电流转换器(5)的ψ₁信号输入端与磁链观测器(28)的ψ₁信号输出端相连接，第一电流转换器(5)的信号输出端与第一加法器(8)的第一信号输入端相连接，第二电流转换器(6)的信号输出端与第一加法器(8)的第二信号输入端相连接，第一加法器(8)的信号输出端与第二加法器(9)的信号输入端相连接，第二加法器(9)的i_mr信号输入端与αβ转mt坐标转换器(21)的i_mr信号输出端相连接，第三电流转换器(7)的信号输出端与第三加法器(10)的信号输入端相连接，第三加法器(10)的i_tr信号输入端与αβ转mt坐标转换器(21)的i_tr信号输出端相连接，第二加法器(9)的信号输出端与第一PI型电流调节器(11)的信号输入端相连接，第三加法器(10)的信号输出端与第二PI型电流调节器(12)的信号输入端相连接，第一PI型电流调节器(11)的u′_mr信号输出端与第四加法器(13)的u′_mr信号输入端相连接，第四加法器(13)的Δu_mr信号输入端与电压补偿计算器(22)的Δu_mr信号输出端相连接，第二PI型电流调节器(12)的u′_tr信号输出端与第五加法器(14)的u′_tr信号输入端相连接，第五加法器(14)的Δu_tr信号输入端与电压补偿计算器(22)的Δu_tr信号输出端相连接，第四加法器(13)的信号输出端与mt转αβ坐标转换器(15)的信号输入端相连接，第五加法器(14)的信号输出端与mt转αβ坐标转换器(15)的信号输入端相连接，mt转αβ坐标转换器(15)的u_αr信号输出端与两相转三相坐标转换器(16)的u_αr信号输入端相连接，mt转αβ坐标转换器(15)的u_βr信号输出端与两相转三相坐标转换器(16)的u_βr信号输入端相连接，两相转三相坐标转换器(16)的u_ar信号输出端与PWM模块(17)的u_ar信号输入端相连接，两相转三相坐标转换器(16)的u_br信号输出端与PWM模块(17)的u_br信号输入端相连接，两相转三相坐标转换器(16)的u_cr信号输出端与PWM模块(17)的u_cr信号输入端相连接，PWM模块(17)的触发信号输出端与网侧整流器(19)的触发信号输入端相连接，网侧整流器(19)的i_ar信号输出端同时与第一三相转两相坐标转换器(20)的i_ar信号输入端和DFIG(23)的i_ar信号输入端相连接，网侧整流器(19)的i_br信号输出端同时与第一三相转两相坐标转换器(20)的i_br信号输入端和DFIG(23)的i_br信号输入端相连接，网侧整流器(19)的i_cr信号输出端同时与第一三相转两相坐标转换器(20)的i_cr信号输入端和DFIG(23)的i_cr信号输入端相连接，第一三相转两相坐标转换器(20)的i_αr信号输出端与αβ转mt坐标转换器(21)的i_αr信号输入端相连接，第一三相转两相坐标转换器(20)的i_βr信号输出端与αβ转mt坐标转换器(21)的i_βr信号输入端相连接，mt坐标转换器(21)的i_mr信号输出端同时与电压补偿计算器(22)的i_mr信号输入端和第二加法器(9)的i_mr信号输入端相连接，mt坐标转换器(21)的i_tr信号输出端同时与电压补偿计算器(22)的i_tr信号输入端和第二加法器(9)的i_tr信号输入端相连接，DFIG(23)的信号输出端与光电编码器(24)的信号输入端相连接，光电编码器(24)的ω_r信号输出端同时与积分器(25)的ω_r信号输入端和第四减法器(30)的ω_r信号输入端和功率转换器(33)的ω_r信号输入端和参考有功功率计算模块(34)的ω_r信号输入端相连接，积分器(25)的θ_r信号输出端与第三减法器(26)的θ_r信号输入端相连接，第三减法器(26)的θ_s-θ_r信号输出端同时与mt转αβ坐标转换器(15)的θ_s-θ_r信号输入端和αβ转mt坐标转换器(21)的θ_s-θ_r信号输入端相连接，DFIG(23)的u_as信号输出端与第二三相转两相坐标转换器(27)的u_as信号输入端相连接，DFIG(23)的u_bs信号输出端与第二三相转两相坐标转换器(27)的u_bs信号输入端相连接，DFIG(23)的u_cs信号输出端与第二三相转两相坐标转换器(27)的u_cs信号输入端相连接，DFIG(23)的i_as信号输出端与第三三相转两相坐标转换器(31)的i_as信号输入端相连接，DFIG(23)的i_bs信号输出端与第三三相转两相坐标转换器(31)的i_bs信号输入端相连接，DFIG(23)的i_cs信号输出端与第三三相转两相坐标转换器(31)的i_cs信号输入端相连接，第二三相转两相坐标转换器(27)的u_αs信号输出端同时与磁链观测器(28)的u_αs信号输入端和PQ计算模块(32)的u_αs信号输入端相连接，第二三相转两相坐标转换器(27)的u_βs信号输出端同时与磁链观测器(28)的u_βs信号输入端和PQ计算模块(32)的u_βs信号输入端相连接，第三三相转两相坐标转换器(31)的i_αs信号输出端同时与磁链观测器(28)的i_αs信号输入端和PQ计算模块(32)的i_αs信号输入端相连接，第三三相转两相坐标转换器(31)的i_βs信号输出端同时与磁链观测器(28)的i_βs信号输入端和PQ计算模块(32)的i_βs信号输入端相连接，磁链观测器(28)的θ_s信号输出端同时与第三减法器(26)的θ_s信号输入端和微分器(29)的θ_s信号输入端相连接，微分器(29)的ω₁信号输出端与第四减法器(30)的ω₁信号输入端相连接，第四减法器(30)的ω_s信号输出端同时与电压补偿计算器(22)的ω_s信号输入端和参考有功功率计算模块(34)的ω_s信号输入端相连接，参考有功功率计算模块(34)的P_max信号输入端与功率转换器(33)的P_max信号输出端相连接，参考有功功率计算模块(34)的Q₁信号输入端与PQ计算模块(32)的Q₁信号输出端相连接，转子侧整流器(18)和网侧整流器(19)通过大电容C相连接；

其中，Q^*表示参考无功功率，Q₁表示定子无功功率，P^*表示参考有功功率，P₁表示定子有功功率，表示定子电流无功分量，表示定子电流有功分量，ψ₁表示定子磁链矢量，表示转子电流无功分量，i_mr表示转子电流无功反馈量，表示转子电流有功分量，i_tr转子电流有功反馈量，u′_mr表示转子电压无功分量，Δu_mr表示转子电压无功补偿分量，u′_tr表示转子电压有功分量，Δu_tr表示转子电压有功补偿分量，表示转子电压无功指令，表示转子电压有功指令，u_αr表示转子电压α分量，u_βr表示转子电压β分量，u_ar表示转子电压a分量，u_br表示转子电压b分量，u_cr表示转子电压c分量，i_ar表示转子电流a分量，i_br表示转子电流b分量，i_cr表示转子电流c分量，i_αr表示转子电流α分量，i_βr表示转子电流β分量，ω_r表示发电机转子角速度，θ_r表示转子的位置角，θ_s表示定子磁链矢量的相角，u_as定子电压a分量，u_bs表示定子电压b分量，u_cs表示定子电压c分量，i_as表示定子电流a分量，i_bs表示定子电流b分量，i_cs表示定子电流c分量，u_αs表示定子电压α分量，u_βs表示定子电压β分量，i_αs表示定子电流α分量，i_βs表示定子电流β分量，ω₁表示同步角速度，ω_s表示mt坐标系相对于转子的角速度即转差角速度，P_max表示输出最大功率。