[发明专利]级联H桥中压风电变流器故障重构优化控制方法

摘要

本发明提供了一种级联H桥中压风电变流器故障重构优化控制方法，该方法应用在与中压永磁直驱同步发电机相连的级联H桥变流器中，级联H桥中压风电变流器的每相包括：N个功率单元；N为大于1的正整数，方法包括：变流器故障监测系统获取变流器每相故障功率单元信息；由此确定中性点偏移电压与级联H桥中压风电变流器在对应故障状态下的最大输出电压；根据故障状态与风速、发电机输出功率信息，确定最佳桨距角，以使对应故障状态下中压永磁直驱同步发电机的输出功率最大。本发明使得在级联H桥中压风电变流器故障状态下，既能使变流器输出电压平衡，又能使风电机组输出功率最优。

主权项

1.一种级联H桥中压风电变流器故障重构优化控制方法，其特征在于，应用在中压永磁直驱同步发电机中，所述级联H桥中压风电变流器的每相包括：N个功率单元；N为大于1的正整数，所述方法包括：通过变流器故障监测系统获取变流器每相功率单元故障信息，确定变流器故障状态；获取中性点偏移电压与级联H桥中压风电变流器在对应故障状态下的最大输出电压；根据变流器故障状态与风速、发电机输出功率信息，通过查表法获取最佳桨距角信息；根据所述最大输出电压与最佳桨距角，以使对应故障状态下中压永磁直驱同步发电机的输出功率最大；所述获取中性点偏移电压与级联H桥中压风电变流器在对应故障状态下的最大输出电压，采用以下方法：设N₁为变流器星型点，则变流器相对N₁输出相电压可以表示为：式中：A_m、B_m与C_m分别是三相电压的幅值，θ_a、θ_a‑θ_ab与θ_a+θ_ac分别是A相电压、B相电压、C相电压的相位角；u_a1表示变流器输出A相电压，u_b1表示变流器输出B相电压，u_c1表示变流器输出C相电压，θ_ab表示变流器输出A相、B相相角差，θ_ac表示变流器输出A相、C相相角差，ω表示变流器输出电压角频率，t表示时间；当θ_a、θ_ab与θ_ac分别满足以下条件(5)时，变流器输出最大平衡线电压，此时变流器输出线电压与相电压幅值分别表示为如式(6)(7)，中性点偏移电压表示为如式(8)，具体如下：式中：A_m表示A相电压的幅值，B_m表示B相电压的幅值，C_m表示C相电压的幅值，U_m表示相电压峰值，U_L表示线电压峰值，U_n表示偏移电压峰值；N₁相对于N₀偏移电压u_n为：u_n＝U_n sin(ωt+θ_n)式中：N₀表示发电机中性点；若变流器每相N个功率单元，A相、B相、C相这三相中故障器件的数目分别是N_a、N_b与N_c，归一化后得到带入上述方程即可得到中性点偏移电压与变流器在对应故障状态下的最大输出电压。