[发明专利]十八相直驱永磁风力发电机的机侧变流器谐波抑制方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种十八相直驱永磁风力发电机的机侧变流器谐波抑制方法、系统及介质，本发明机侧变流器谐波抑制方法将转速ω、d轴指令电流与1/6的d轴响应电流总和的偏差、q轴指令电流与1/6的q轴响应电流总和的偏差输入比例积分谐振控制器得到d轴电压U_dref和q轴电压U_qref，通过调整生成开关信号控制十八相直驱永磁风力发电机的机侧变流器的工作状态。本发明对十八相直驱永磁风力发电机的机侧变流器进行指定次电流谐波抑制，达到消除定子电流谐波，改善电流波形的目的，从而能够起到防止谐波增加发电机的铁耗与铜耗以及引起转矩脉动的问题，可有效提升风电机组发电效率，以及延长发电机运行寿命。

技术领域

本发明涉及风力发电机的机侧变流器谐波抑制技术，具体涉及一种十八相直驱永磁风力发电机的机侧变流器谐波抑制方法、系统及介质，可实现对新型的十八相直驱永磁风力发电机的机侧变流器进行谐波抑制。

背景技术

风电是我国抢占新一轮经济科技竞争和全球能源变革制高点的战略性新兴产业。据统计，我国累计风力发电装机达到7556.4万kW，成为世界第一风力发电大国，年发电量超过1000 亿kWh，占电力需求的2％，且风电规模仍然在持续增加中。为了降低发电成本，海上风电机组大型化已成为风电发展的主流趋势，海上风电机组容量即将进入10MW级。

目前，海上MW级风电机组大都采用多绕组发电机。多相直驱永磁风力发电机具有高可靠性、低维护成本、高转换效率等优点，特别适合低压大功率风电系统。此外，由于多相发电机绕组数量多，将其应用于大功率风电系统中时可以有效降低定子绕组电流。当前，国内外学者针对低压大功率风电系统用多相直驱永磁风力发电机的理论研究，主要集中在传统多相永磁发电机。由于传统多相永磁发电机无法完全解耦，发电机的高性能控制难以实现。另一方面，海上MW级风电机组机侧PWM变流器开关频率低，输入与输出电流谐波含量较高。大量谐波会增加发电机的铁耗与铜耗，引起转矩脉动，降低风电机组发电效率，对发电机运行及寿命产生严重影响。十八相直驱永磁风力发电机是一种新型的可靠度高、结构简单及易模块化组装的风力发电机，其机侧变流器的控制一般是利用传统PI控制器来实现的，但是传统PI控制器不能实现发电机机侧变流器的谐波抑制。因此，针对多相直驱永磁风力发电机，如何实现机侧变流器的谐波抑制，已经成为一项亟待解决的关键技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种十八相直驱永磁风力发电机的机侧变流器谐波抑制方法、系统及介质，本发明对十八相直驱永磁风力发电机的机侧变流器进行指定次电流谐波抑制，达到消除定子电流谐波，改善电流波形的目的，从而能够起到防止谐波增加发电机的铁耗与铜耗以及引起转矩脉动的问题，可有效提升风电机组发电效率，以及延长发电机运行寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种十八相直驱永磁风力发电机的机侧变流器谐波抑制方法，实施步骤包括：

1)获取十八相直驱永磁风力发电机的转速ω以及六个三相永磁电机单元的d轴响应电流总和、q轴响应电流总和；

2)将转速ω、d轴指令电流与1/6的d轴响应电流总和的偏差、q轴指令电流与1/6的q 轴响应电流总和的偏差输入比例积分谐振控制器，得到d轴电压U_dref和q轴电压U_qref；

3)将d轴电压U_dref和q轴电压U_qref经过坐标变换得到α轴电压U_αref和β轴电压U_βref；

4)将α轴电压U_αref和β轴电压U_βref通过SVPWM模块生成六个相同的调制开关信号；

5)将六个相同的调制开关信号分别输入机侧变流器的六个两电平变流器，从而实现机侧变流器谐波抑制的目的。