[发明专利]一种双馈电机在电网深度不对称工况下的控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种双馈电机在电网深度不对称工况下的控制方法及装置，该方法为采用双闭环的矢量控制策略，外环对有功功率、无功功率进行控制，内环对转子电流进行控制，利用双序锁相环对网压的正负序分量进行分离，转子电流负序给定值可以根据双馈电机转子电压在反转同步坐标系下的稳态方程，直接将负序转子电压控为零得到，通过控制转子负序电流，将转子负序电压降低，从而使转子电压幅值降低到机侧变流器的受控范围内。本发明进一步拓宽了双馈机侧变流器不对称运行范围，在电网深度不对称情况下，机侧变流器仍能够处于受控状态，进行有功输出，并对电网进行无功支撑。

技术领域

本发明涉及一种双馈电机在电网深度不对称工况下的控制方法及装置，属于电机控制技术领域。

背景技术

电网故障中绝大多数都是不对称故障。在电网电压不对称时，不考虑转子电流的影响，正序转子电压幅值与正序定子电压幅值大约是转差倍的关系，而负序转子电压幅值与负序定子电压幅值大约是(2-转差率)倍的关系。实际运行中，双馈电机的转差率范围一般在-0.2～0.2之间，这样，定子电压上较小的负序分量体现在转子上会大幅增加。随着电网电压不平衡度的增加，定子负序电压增加，转子负序电压增幅更大。这样，在电网电压不对称程度较高时，转子电压过高，超出变流器电压受控范围，传统的双馈机侧变流器通常采取封脉冲的方式，保证变流器控制器不失控。这样，机侧变流器就完全失去了电流控制能力，转子电压通过不控整流方式向直流侧注入能量，导致直流侧能量泄放电阻反复投切。

因此，需要进一步拓宽双馈机侧变流器不对称运行范围，在电网深度不对称情况下，机侧变流器仍能够处于受控状态，进行有功输出，并对电网进行无功支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双馈电机在电网深度不对称工况下的控制方法及装置，该方法能够进一步拓宽双馈机侧变流器不对称运行范围，即使在电网深度不对称情况下，机侧变流器仍能够处于受控状态，进行有功输出，并对电网进行无功支撑，且易于工程实现。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种双馈电机在电网深度不对称工况下的控制方法，包括：

(1)获取双馈电机定子有功给定值，定子无功给定值，定子有功和定子无功；

(2)根据所述定子有功给定值和定子有功，计算转子电流正序分量在正转同步旋选dq+坐标系中d轴分量给定值；根据所述定子无功给定值和定子无功，计算转子电流正序分量在正转同步旋转dq+坐标系中q轴分量给定值；

(3)获取电网电压，并对电网电压的正负序分量进行分离，得到定子电压负序分量在反转同步旋转dq-坐标系中的d轴分量和q轴分量，以及电网电压的正序分量角度和负序分量角度；

(4)根据所述定子电压负序分量在反转同步旋转dq-坐标系中的d轴分量和q轴分量，计算转子电流负序分量在反转同步旋转dq-坐标系中d轴分量给定值和q轴分量给定值；

(5)根据所述转子电流负序分量在反转同步旋转dq-坐标系中的d轴分量给定值和q轴分量给定值，以及电网电压的正序分量角度和负序分量角度，计算转子电流负序分量在正转同步旋转dq+坐标系中的d轴分量给定值和q轴分量给定值；

(6)根据所述转子电流正序分量在正转同步旋转dq+坐标系中的d轴分量给定值和q轴分量给定值，以及所述转子电流负序分量在正转同步旋转dq+坐标系中的d轴分量给定值和q轴分量给定值，计算转子电流在正转同步旋转dq+坐标系中d轴分量总给定值和q轴分量总给定值；

(7)根据所述转子电流在正转同步旋转dq+坐标系中的d轴分量总给定值和q轴分量总给定值，以及转子电流在正转同步旋转dq+坐标系中的d轴分量和q轴分量，计算转子控制电压在正转同步旋转dq+坐标系中d轴分量给定值和q轴分量给定值；