[发明专利]一种双馈风力发电变流器电网电压矢量角度检测算法

说明书

技术领域

本发明涉及变流器电网电压矢量角度的检测，尤其是涉及一种兆瓦级风力发电变流器电网电压矢量角度检测算法。

背景技术

由于电网电压矢量角度对于变流器控制系统的重要性，准确而快速检测电网电压矢量角度可以提高控制系统的性能。

随着风电装机容量的不断增加，风电在电力系统中的地位发生了转变。目前对电网电压矢量角度的检测有直接计算法，通过对三相电网电压进行三相静止abc坐标系到两相静止αβ坐标系的等功率坐标变换得到u_α、u_β分量，然后直接进行反正切计算得到电网电压矢量角度，还有一种是在旋转dq坐标系里，采用电网电压定向时，利用电压q轴分量为零进行锁相得到电网电压频率和电网电压矢量角度，该方法比较准确，但对于电压跌落过渡过程及电压畸变的效果不是很好。

利用锁相环进行矢量角度计算是利用q轴电压为零进行锁相，但对于电压跌落过渡过程及电压畸变，q轴电压有波动，锁相角度精度不高，即使使用带有陷波器的锁相环对参数依赖性比较高，所以控制难道比较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种双馈风力发电变流器电网电压矢量角度检测算法，通过将二相静止αβ坐标系的u_α、u_β分量经过带通滤波器处理，得到频率为ω的基波分量u_α1、u_β1，u_α2、u_β2，再计算得到电网电压矢量角度，该方法检测到的电网电压矢量角度效果非常好，在电网电压突变、谐波严重时，频率波动时效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种双馈风力发电变流器电网电压矢量角度检测算法包括：

步骤1：检测风力发电工频电网的线电压，并相应得到三相相电压瞬时值u_a、u_b、u_c；根据三相到两相的等功率坐标变换将所述三相电压瞬时值u_a、u_b、u_c变换为两相电压的电压瞬时值u_α、u_β；

步骤2：当第一个带通滤波器比第二个带通滤波器的相位超前90°时，在时域中将分别通过第一个带通滤波器传递函数与第二个带通滤波器传递函数对两相电压瞬时值u_α、u_β进行带通滤波得到频率为ω的基波分量瞬时值u_α1、u_α2、u_β1、u_β2；当第一个带通滤波器比第二个带通滤波器的相位滞后90°时，在时域中将分别通过第一个带通滤波器传递函数与第二个带通滤波器传递函数对两相电压瞬时值u_α、u_β进行带通滤波得到频率为ω的基波分量瞬时值u_α1、u_α3、u_β1、u_β3；

步骤3：当第一个带通滤波器比第二个带通滤波器的相位超前90°时，根据公式（1）将带通滤波得到频率为ω的基波分量瞬时值u_α1、u_β1、u_α2、u_β2进行线性变换得到基波正序的αβ分量瞬时值u_α0、u_β0；