[发明专利]一种风力发电系统背靠背变流器的容错控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种风力发电系统背靠背变流器的容错控制方法及系统，该方法在确定背靠背变流器六个桥臂中发生故障的桥臂后，将剩余的五个健康桥臂重构为五桥臂变流器，利用双向晶闸管将原故障桥臂对应相连接至健康桥臂，该健康桥臂被定义为公共桥臂；为了避免容错控制下公共桥臂过流，检测公共桥臂的电流，若公共桥臂电流大于电流预警值，调节发电机转速，从而控制公共桥臂上发电机侧与网侧对应相的相位差在120^。—240^。内，实现风力发电并网系统的正常运行。本发明涉及的容错控制方法能够实现系统在变流器故障下的不间断容错运行，同时可以保持公共桥臂不过流，具有良好的鲁棒性。

主权项

1.一种风力发电系统背靠背变流器的容错控制方法，其特征在于，所述背靠背变流器为六桥臂两电平结构，变流器的三个桥臂分别连接风力发电机侧三相绕组，另三个桥臂分别连接电网侧三相绕组，在发电机侧绕组和电网侧绕组之间连接有三组双向晶闸管，每相只连接一组双向晶闸管；所述容错控制方法包括：系统正常运行时三组双向晶闸管均处于关断状态，采用SVPWM调制法获得正常状态下六个桥臂的开关信号控制系统运行；当六个桥臂中任一桥臂发生故障时，切除故障桥臂，接通故障桥臂对应相的双向晶闸管将原故障桥臂对应相连接至健康桥臂，构成五桥臂变流器，将该健康桥臂定义为公共桥臂；检测公共桥臂的电流，若公共桥臂电流大于额定电流，调节发电机转速，将公共桥臂上发电机侧与电网侧对应相的相位差控制在120°‑240°内，实现变流器在非过流状态下容错运行；在故障重构后，若公共桥臂电流小于额定电流，发电机侧采用矢量控制，转速由最佳叶尖速比确定，电网侧采用直接功率控制；获得给定电压信号后，根据五桥臂六相PWM调制法，对六相给定电压信号进行零序电压补偿，使得公共桥臂对应的两相补偿后的电压相等，从而获得五个桥臂的开关信号；在故障重构后，若公共桥臂电流大于额定电流，调节发电机侧转速，控制公共桥臂上两相相位差在120°‑240°内，之后通过五桥臂六相PWM调制法，对六相给定电压信号进行零序电压补偿，使得公共桥臂对应的两相补偿后的电压相等，从而获得五个桥臂的开关信号。