[发明专利]一种电网过电压的网侧逆变器过调制抑制方法

说明书

一种电网过电压的网侧逆变器过调制抑制方法，1.采集网侧控制环输出的控制电压Udq_ref，经过处理最终得到正序的控制电压幅值U_ref_k；2.采集直流母线电压Udc，经过处理后最终得到稳定的直流母线电压Udc_k；3.通过控制环1实现快速的抑制过调制，然后通过控制环2和控制环1的配合，可实现Igd_ref逐步减小，Udc_ref逐步增大，最终由发无功电流抑制过调制平滑切换为提升直流母线电压抑制过调制，尽可能的减少了机组对电网的影响。本发明不需要高电压标志位，控制器自动平滑调节；正常控制和过调制控制之间无缝切换，扰动很小，且提高了高电压时系统的稳定性。

技术领域

本发明属于风力发电、电力电子技术和控制系统设计的交叉领域，尤其是涉及一种电网过电压的网侧逆变器过调制抑制方法。

背景技术

随着风力发电并入电网的容量占比越来越大，风电机组与电网的相互影响也会愈发明显。当电网发生故障时，为了避免风电机组大范围停机造成的二次冲击，国标要求机组具备一定的故障穿越能力。高电压穿越作为风电机组故障穿越中重要能力之一，对变频器的硬件和软件都提出了较高的要求。无论双馈发电机还是永磁发电机，均通过背靠背的双PWM变流器实现变速恒频并入电网。

高电压分为电网电压三相升高、单相升高、两相升高，由于网侧变流器通过LC滤波与电网相连，因此，当电网高电压时，网侧变流器对应的不控整流电压升高。网侧变流器具有控制能力的前提是直流母线电压高于电网电压对应的不控整流电压，否则网侧控制将出现过调制现象。目前，通常的处理方法为：通过过电压标志位，进行正常控制和过调制控制的控制器切换，属于有缝切换。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种不需要高电压标志位，控制器自动平滑调节；正常控制和过调制控制之间无缝切换，扰动很小的电网过电压的网侧逆变器过调制抑制方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电网过电压的网侧逆变器过调制抑制方法，包括如下步骤：

1.采集整个网侧控制环输出的控制电压Udq_ref，通过计算平方根求其幅值U_ref；为了将其引入控制器，需经过必要的滤波环节：U_ref经过一阶低通滤波环节，得到U_ref_1；再经过二阶带阻滤波器环节，滤除故障期间50Hz分量和100Hz分量的杂波，最终得到正序的控制电压幅值U_ref_k；其中：

一阶低通滤波的传递函数：

其中T为滤波器的时间常数；

二阶带阻滤波器的传递函数：

式中ω₀＝2*π*50＝100πrad/s对应50Hz带阻滤波器；ω₀＝2*π*100＝200πrad/s对应100Hz带阻滤波器，ξ为衰减系数，均取0.707；

2.采集直流母线电压Udc，其对应为变流器控制电压线电压的幅值，Udc/1.732即折算为相电压的幅值，并留有一定余量，即得到Udc_1＝Udc/1.732*0.95；再经过两个带阻滤波器环节，滤除其中的50Hz分量和100Hz分量，带阻滤波器的传递函数和参数与步骤1相同，最终得到稳定的直流母线电压Udc_k；

3.将U_ref_k和Udc_k求差，送入控制环1中的PI控制器，此控制器的最小限幅值为0，最大限幅值为网侧电流容量；通过该PI控制器调节，得到无功电流给定Igd_ref，电网电压正常时，控制器输出的Igd_ref为0；电网故障瞬间，控制器快速输出较大的Igd_ref，过调制被很快抑制，然后Igd_ref逐渐减小。