[发明专利]风力发电机变流器逆变级死区时间补偿方法

说明书

风力发电机变流器逆变级死区时间补偿方法，包括以下步骤：(1)根据期望输出电压u_is和零序电压u_os确定调制电压u_io；(2)加入死区之后，将实际输出电压取调制电压u_io，求出开关实际导通时间也即i相实际输出正脉冲的时间T_i'；(3)根据开关实际导通时间与开关周期T_S，得到逆变级三相上桥臂实际的占空比d_i。采用本发明方法，在增加少量硬件的情况下，能够克服变换器死区效益，输出电压、电流质量可明显改善，对精准控制风机输出电压基波幅值、减小谐波畸变率方面有显著效果。

技术领域

本发明涉及风机设计控制领域，具体是涉及一种风力发电机变流器逆变级死区时间补偿方法。

背景技术

近几年，随着大规模开发风力发电，我国已经成为全球风电装机容量第一大国。风机作为风电场建设的最重要组成部分，不仅关系风场的安全可靠运行，还影响风场的投资回报。风机双级矩阵变换器变频控制在工程实现中，由于双级矩阵变换器的逆变级要保证和整流级的同步，在一个整流级调制周期中逆变级必须分两段调制，使得在实施空间矢量调制过程中，逆变级要插入大量的死区，这样不可避免的造成输出电压损失，输出电流畸变。同时，基于空间矢量调制的死区补偿一般没有考虑半导体器件的管压降；在一些边界位置，也很难补偿死区引起的误差电压矢量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种风力发电机变流器逆变级死区时间补偿方法，能够克服变换器死区效益，输出电压、电流质量可明显改善，对精准控制风机输出电压基波幅值、减小谐波畸变率方面有显著效果。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种风力发电机变流器逆变级死区时间补偿方法，包括以下步骤：

(1)根据期望输出电压u_is和零序电压u_os确定调制电压u_io；

(2)加入死区之后，将实际输出电压取调制电压u_io，求出开关实际导通时间也即i相实际输出正脉冲的时间T_i'；

(3)根据开关实际导通时间与开关周期T_S，得到逆变级三相上桥臂实际的占空比d_i。

进一步，步骤(1)中，根据期望输出电压u_is和零序电压u_os确定调制电压u_io的具体方法如下：

根据式(1)得到调制电压u_io，

u_io＝u_is-u_os (1)；

其中，u_io为输出a、b、c三相的调制电压，u_is为期望输出电压，u_os为零序电压，取零序电压为零。

进一步，步骤(2)中，求出开关实际导通时间也即i相实际输出正脉冲的时间T_i'的具体方法如下：

当i相电流为正向时，上管断开电流经下桥臂并联二极管续流，二极管导通压降u_d，求得i相输出电压u_io为

u_io＝-u_dc/2-u_d (2)；

其中，u_dc为整流级输出电压周期平均值；