[发明专利]风电变流器及其控制方法、控制装置

说明书

本发明提供一种风电变流器及其控制方法、控制装置，所述控制方法包括：产生与风力发电机组中的N套电机绕组一一对应的N个机侧驱动信号；根据每个机侧驱动信号控制所述风电变流器中相应的机侧功率模块，以将相应的电机绕组的三相输出电流转换成直流电流；产生网侧驱动信号；根据所述网侧驱动信号控制所述风电变流器中的网侧功率模块对所述直流电流进行转换，以使所述风电变流器输出与电网对应的三相输出电流，其中，N为大于或者等于1的整数。本发明的风电变流器及其控制方法、控制装置，通过主从控制的方式利用驱动信号对独立的功率模块进行控制，可以简化风电变流器的设计和制造，且有效提高运行可靠性。

技术领域

本发明总体说来涉及风电技术领域，更具体地讲，涉及一种风电变流器及其控制方法、控制装置。

背景技术

随着大规模风电场并网容量的爆发式增长，风力发电机组的单机容量也在不断增加。风电变流器是风力发电系统的核心部件之一，可以优化风力发电系统的运行，提高风能的利用率。

目前，低压风电变流器的电力电子有源器件的单管容量有限，通常采用多柜、多个变流模块串并联的方式来进行扩容，以满足大容量的需要。对于采用并联的多个变流模块进行扩容的风电变流器，通常以集中的控制器对多个变流模块进行控制，这种集中式控制方式在并联的变流模块数量较多时，控制器十分复杂，运行可靠性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电变流器及其控制方法、控制装置，通过主从控制的方式利用驱动信号对独立的功率模块进行控制，可以简化风电变流器的设计和制造，且有效提高运行可靠性。

本发明的一方面提供一种风电变流器的控制方法，所述控制方法包括：产生与风力发电机组中的N套电机绕组一一对应的N个机侧驱动信号；根据每个机侧驱动信号控制所述风电变流器中相应的机侧功率模块，以将相应的电机绕组的三相输出电流转换成直流电流；产生网侧驱动信号；根据所述网侧驱动信号控制所述风电变流器中的网侧功率模块对所述直流电流进行转换，以使所述风电变流器输出与电网对应的三相输出电流，其中，N为大于或者等于1的整数。

可选地，产生与电机绕组对应的机侧驱动信号的步骤包括：基于所述电机绕组的三相输出电流和所述电机绕组的转矩指令产生第一调制电压给定；对所述第一调制电压给定和直流母线电压执行SPWM处理，以产生所述机侧驱动信号。

可选地，产生所述第一调制电压给定的步骤包括：采集所述电机绕组的三相输出电流和所述直流母线电压，确定三相输出电流的第一有功分量和第一无功分量；基于电机绕组的转矩指令、电机绕组的转矩的计算值和所述第一有功分量执行第一比例积分调节；基于电机绕组的三相输出电流的第一无功分量给定和所述第一无功分量执行第二比例积分调节；使第一比例积分调节的结果、第二比例积分调节的结果和电机位置角经过前馈解耦处理，以得到所述第一调制电压给定。

可选地，产生网侧驱动信号的步骤包括：基于所述风电变流器的三相输出电流、电网线电压、直流母线电压、直流母线电压给定和无功功率指令产生第二调制电压给定；对所述第二调制电压给定和所述直流母线电压执行SPWM处理，以产生所述网侧驱动信号。

可选地，产生所述第二调制电压给定的步骤包括：基于风电变流器的三相输出电流得到第二有功分量和第二无功分量；获得风电变流器的三相输出电流的第二有功分量给定，将所述第二有功分量给定与所述第二有功分量相减，并对相减的结果执行第一比例积分谐振调节器处理；获得风电变流器的三相输出电流的第二无功分量给定，将所述第二无功分量给定与所述第二无功分量相减，并对相减的结果执行第二比例积分谐振调节器处理；对第一比例积分谐振调节器处理的结果、第二比例积分谐振调节器处理的结果和电网电压相位角执行前馈解耦处理，以得到所述第二调制电压给定。

可选地，所述控制方法还包括：根据电机实时输出功率和电网电压d轴分量，计算预定前馈量。