[发明专利]一种风电变流器并联系统的控制方法和控制装置

说明书

本发明公开了一种风电变流器并联系统的控制方法和控制装置，具体是通过采集并联模块的三相电流，得到相应的总电流值和电流差值；然后将总电流值作为总电流控制器的输入并根据该输入得到电机侧变流器给定电压，电流差值作为电流差值控制器的输入并根据该输入得到补偿电压初始值，补偿电压初始值经过限幅模块后得到电机侧变流器给定电压补偿值；最后得到相应的并联模块各自的电压给定值和PWM信号，从而通过控制并联模块A和并联模块B对应的功率开关实现并联模块间的均流。本发明可有效解决风电变流器电机侧变流器并联模块间不均流的问题，特别适用于风电变流器能量变换系统。

技术领域

本发明涉及风力发电变流控制的技术领域，具体的是一种风电变流器并联系统的控制方法和控制装置。

背景技术

为了降低碳排放，全球都大力发展风能，风电装机容量占总装机容量的比重不断提升。为了不断优化度电成本以满足风电平价上网的需求，一个重要发展趋势就是单个机组的容量不断提升。风电变流器作为风力发电机组中的能量变换装置，采用并联技术来实现容量的提升。

目前，风电变流器的主流拓扑结构为背靠背的三相PWM变换器，并联时电机侧变流器和电网侧变流器内部并联模块通过电感并联，再分别连接到风力发电机机端和电网三相端子。为了尽可能提升变流器的容量，需要对并联的各个模块进行均流控制。电网侧变流器由于采用较大的滤波电感并联，各个并联模块通过独立的电流环可以很容易的实现模块间均流控制。

由于电机本身有很大的等效电感，为了控制成本，电机侧变流器滤波电感感值一般都很小，考虑到开关频率，实际控制时无法采用跟电网侧变流器类似的控制策略来实现电机侧变流器并联模块之间的均流。因此电机侧变流器一般只对总电流进行控制，经过控制计算得到PWM信号同时用于控制机侧变流器各并联模块的功率开关。在变流器实际生产过程中，受成本和制造工艺的影响，并联模块中开关器件、滤波电感和连接线路的等效参数会在技术要求范围内存在一定的偏差，如果不采取针对性的控制策略，电机侧变流器各并联模块将存在不均流的问题，尤其在动态过程中，不均流问题将更为突出。因此有需要通过改进控制策略，实现电机侧变流器并联模块间的均流。

发明内容

为了解决风电变流器电机侧变流器并联模块间不均流的问题，本发明提出了一种风电变流器并联系统的控制方法和控制装置，可有效控制并联模块的电流及模块间的均流问题。

本发明的技术方案如下：

一种风电变流器并联系统的控制方法，其控制步骤包括：

首先，实时采集并联模块A的三相电流i_abc1和电机侧变流器并联模块B的三相电流i_abc2，采集的三相电流为对应并联模块滤波电感的电流；再计算电机侧变流器的总电流值i_abc1+i_abc2和电机侧变流器的电流差值i_abc1-i_abc2；通过电机侧变流器的总电流给定值减去所述总电流值i_abc1+i_abc2，可得到电机侧变流器给定电压u^*；

然后，利用所述电流差值i_abc1-i_abc2计算得到补偿电压初始值u_c0，补偿电压初始值u_c0经过限幅处理后得到电机侧变流器给定电压补偿值u_comp；

最后，所述电机侧变流器给定电压u^*减去所述电机侧变流器给定电压补偿值u_comp作为并联模块A的电压给定值所述电机侧变流器给定电压u^*加上所述电机侧变流器给定电压补偿值u_comp作为并联模块B的电压给定值然后并联模块A的电压给定值并联模块B的电压给定值经过PWM调制后分别生成控制并联模块A和并联模块B的PWM信号，从而通过控制并联模块A和并联模块B对应的功率开关实现并联模块间的均流。