[发明专利]基于可变开关频率的风力发电双馈变流器SVPWM的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机拖动技术，尤其是涉及一种可变开关频率的风力发电双馈变流器SVPWM的控制策略，属于电力电子及电力拖动领域。

背景技术

在双馈式风力发电变流器的应用中，一般采用网侧、机侧双SVPWM控制技术。双SVPWM变换器具有良好的输入、输出特性，功率可以双向流动，实现网侧，机侧都能吸收或者发出能量；利用电压矢量定向，计算得到分解出来的d，q轴分量，从而进行分别控制。其中，以往的SVPWM调制，开关频率是固定的一个常数，在高风速的情况下，双馈风力发电机馈入电网的功率比较高，电流较大，此时，相对较高的开关频率会使开关器件温升过高；而在低风速情况下，双馈电机输入电网的功率比较小，此时，相对较高的开关频率使开关器件损耗加大，又会影响系统的效率。因此，可以得出结论，在风速变化幅度较大的风场，固定开关频率的SVPWM控制策略并不是较好的解决方案。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提出了风力发电双馈变流器SVPWM的控制策略，其技术方案为：一种基于可变开关频率的风力发电双馈变流器SVPWM的控制方法，

步骤一、双馈电机正常并网发电情况下，采样电机转子侧三相电流，将三相静止坐标系的电压值转换到两相同步旋转坐标系，得出两相旋转坐标系下的电流值；

步骤二、双馈电机正常并网发电情况下，通过光电编码器采样电机转子的转速，根据风功率曲线得到对应转速下的转矩，再计算出机侧的q轴电流分量；

步骤三，将步骤一中得到的两相旋转坐标系下的电流值作为反馈值，将步骤二中得到的变流器q轴电流分量作为给定值，通过计算得到电流给定值（Id₂），共同输入到变流器机侧电流给定的PID环节，计算出给定的电流值（PID_Iq,PID_Id），通过反变换函数得到两相静止坐标系下的电压的α,β值（U_α,U_β），同时根据变流器q轴电流（Iq）的给定和反馈值，通过函数计算出SVPWM的频率；

步骤四、进行SVPWM计算，根据机侧变流器三相桥臂的开关函数不同值，得到三相桥式电路的上管和下管的导通或关断。

本发明的有益效果：在本发明中，根据变流器机侧q轴电流调节功率器件的开关频率，优化了双馈式风电变流器功率器件IGBT开关频率的控制策略，进一步平衡了变流器的输出谐波和功率器件的开关损耗，提高了变流器的输出效率。

附图说明

图1是基于可变开关频率的风电双馈变流器SVPWM控制的原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明作具体介绍如下。

实施环节一：如图1所示，双馈电机正常并网发电情况下，采样电机转子侧三相电流，将三相静止坐标系的电压值转换到两相同步旋转坐标系，具体计算函数如下：

Ia=AD_IaIb=AD_IbIc=AD_Ic]]>(公式1)

TRS_Id₁/TRS_Iq₁＝Ftrs(Ia,Ib,Ic)    （公式2）。

公式1中，Ia,Ib,Ic为采样的电机转子侧的三相电流，AD_Ia,AD_Ib,AD_Ic为实际电机转子侧的三相电流。

公式2中，Ftrs(x,y,z)为坐标变换函数，其功能是将三相静止坐标系下的电流量变换得到两相静止下的dq量；TRS_Id₁,TRS_Iq₁为两相旋转坐标系下的电流值。

实施环节二：如图1所示，双馈电机正常并网发电情况下，通过光电编码器采样电机转子的转速，根据风功率曲线得到对应转速下的转矩，再计算出机侧的q轴电流分量，具体计算函数如下：

Trf＝F_T-V(V)        （公式3）