[发明专利]一种抽水蓄能静止变频器最优转速控制方法及系统

说明书

一种抽水蓄能静止变频器最优转速控制方法及系统，包括：获取目标频率、网桥电流、网桥电压和机桥电压；将目标频率、网桥电流、网桥电压和机桥电压输入预先构建的最优转速控制模型中，输出网桥晶闸管触发脉冲和机桥晶闸管触发脉冲；将网桥晶闸管触发脉冲和机桥晶闸管触发脉冲分别作用于网桥变流器和机桥变流器得到与电机转速相对应的频率和电压；其中，最优转速控制模型是由网桥晶闸管触发脉冲和机桥晶闸管触发脉冲确定的多个模块构建的脉冲生成通道构建的；本发明可以有效解决抽水蓄能静止变频器调速过程中存在转速超调、恒速波动和稳态偏差的问题，提高了抽水蓄能同步电机调速性能和启动成功率，增加了同期阶段转速调节的稳定性，减小调节时间。

技术领域

本发明涉及电力电子与电力系统领域，具体涉及一种抽水蓄能静止变频器最优转速控制方法及系统。

背景技术

国内外抽水蓄能电站均采用静止变频器Static Frequency Converter,SFC作为同步电机水泵工况启动的主要方式，这是因为SFC启动对电网冲击小，能够实现机组从静止状态软启动。

抽水蓄能SFC分为“高-高”型和“高-低-高”型两种拓扑结构，两者均由整流桥和逆变桥组成。启动过程中，SFC分别采用强迫换相和自然换相两种控制方式实现机组从零低速到中高速运行，当接近电网频率时，进入同期调节并实现机组并网运行。因此，无论启动过程还是同期调节过程，转速控制对于抽水蓄能机组启动性能和成功率起到及其关键作用。

中国发明专利CN201910910822.6A于2020年11月公布的《一种静止变频器脉冲换相阶段转速控制方法》，在转速外环和电流内环之间增加自适应速度滑模控制器，实现同步电机稳定在某个转速功能，然而该专利只是针对强迫换相阶段，不适用于自然换相阶段。中国发明专利CN201810731461.4于2018年7月公布的《基于电压源型静止变频器的大型同步调相机起动控制方法》，引入转速闭环、电流闭环和电压前馈控制，实现对同步电机加速控制，然而转速环采用比例积分调节器，恒速控制过程必然存在转速超调，此外控制参数在动态性和稳定性方面难以选择最优值。

因此，现有的技术方案存在转速超调、恒速波动和稳态偏差问题，降低了抽水蓄能同步电机调速性能和启动成功率，增加了同期调节时间。

发明内容

为了解决现有技术中抽水蓄能静止变频器调速过程中存在转速超调、恒速波动和稳态偏差问题的问题，本发明提出了一种抽水蓄能静止变频器最优转速控制方法，包括：

获取目标频率、网桥电流、网桥电压和机桥电压；

将所述目标频率、网桥电流、网桥电压和机桥电压输入预先构建的最优转速控制模型中，输出网桥晶闸管触发脉冲和机桥晶闸管触发脉冲；

将所述网桥晶闸管触发脉冲和机桥晶闸管触发脉冲分别作用于网桥变流器和机桥变流器得到与电机转速相对应的频率和电压；

其中，所述最优转速控制模型是由网桥晶闸管触发脉冲和机桥晶闸管触发脉冲确定的多个模块构建的脉冲生成通道构建的。

优选的，所述最优转速控制模型的构建，包括：

以所述网桥晶闸管触发脉冲和机桥晶闸管触发脉冲分别确定的多个模块，构建所述网桥晶闸管触发脉冲和机桥晶闸管触发脉冲对应的脉冲生成通道；

由所述网桥晶闸管触发脉冲和机桥晶闸管触发脉冲对应的脉冲生成通道构成所述最优转速控制模型；

其中，所述模块包括下述中的一个或多个：频率检测模块、转速调节模块、电流限幅模块、电流调节模块、网桥脉冲生成模块、角度计算模块和机桥脉冲生成模块。

优选的，所述以所述网桥晶闸管触发脉冲和机桥晶闸管触发脉冲分别确定的多个模块，构建所述网桥晶闸管触发脉冲和机桥晶闸管触发脉冲对应的脉冲生成通道，包括：