[发明专利]一种燃机轮机启动变频器功率因数最优控制方法

权利要求书

1.一种燃机轮机启动变频器功率因数最优控制方法，其特征在于：其包括燃机，所述燃机的启动过程包含了以下几种工况：

1)水洗工况，所述燃机机组工作频率为8Hz；

2)吹扫工况，所述燃机机组工作频率为13.5Hz；

3)正常启动工况，所述燃机机组工作频率为0Hz-30Hz；

4)快冷工况，所述燃机机组工作频率为2.5Hz-50Hz。

2.根据每种所述工况的实际启动情况，即所述燃机机组工作频率区间，所述燃机机组的控制系统设计出具体的启动变频器控制方法，具体的如下：

1)选择控制对象

结合系统中的功率因数的整定公式(1)，系功率因数PF主要的受α、γ影响，

α——整流桥控制角

γ——逆变桥换相超前角

THD——谐波含量

其中，α、γ这两个控制参数影响着系统的启动速率；

2)控制方式频率转换点计算

根据公式(2)，发电机的极对数恒定，励磁电流、换相重叠角在机组启动过程中变化范围较小，忽略其调速特性，忽略直流回路总电阻、凸极电磁转矩及变频器系统损耗，燃机启动变频器对机组转速的控制参数为：α、γ，得出：

n——机组转速

U_l——系统侧线电压

P——发电机极对数

μ——换相重叠角，一般取15°

C_e——含有气隙每极磁通量的系数

当机组频率小于等于f₀时，控制对象采用α，对机组进行速度控制；当机组频率大于f₀时，控制对象采用γ，对机组进行速度控制；f₀的计算按照公式(3)计算：

其中：γ₀在上式中，取值范围为30°～60°；

此时的f₀意义：在换相超前角为γ₀时，为对应机组转速增加到该值时，整流侧的控制角度为零度，即此时的变频器系统功率因数最大，K为裕度系数；

3)当机组频率小于f₀时，采用转速-电流双闭环控制机组转速，逆变桥采用定角度控制，γ角度恒定不变，将转速给定值NG与实际转速NC之差产生的转速偏差信号送至转速PI控制器中，转速偏差信号通过转速PI控制器计算输出电流控制信号IG，再由IG与实际电流IC产生的偏差信号送到电流PI控制器的输入端，再经过电流PI控制器计算出整流桥控制角的输出角度指令，送给整流装置，从而对机组实现了转速的双闭环控制，逆变桥的换相超前角为固定值，此时机组实际转速NC逐渐接近给定NG的值；

当机组的频率达到f₀时，将此时整流控制角记为α₀，然后转到下一种控制方式；

4)当机组频率大于f₀时，整流侧采用定角度控制，逆变侧换相超前角作为控制参数，进行闭环控制，即转速给定值NG与实际转速NC之差产生的转速偏差信号送至转速PI控制器中，通过PI控制器计算输出换相超前角γ₀命令信号，该信号送给逆变桥控制装置，整流桥控制角为固定值α₀，此时机组实际转速NC将继续逐渐接近给定NG的值；

5)当机组频率大于30Hz时，所述燃机启动变频器退出，控制系统封锁晶闸管触发脉冲，燃机启动变频器进入待机状态，进行热备用。