[发明专利]可变速抽水蓄能电站的发电电动机的控制方法

权利要求书

1.一种可变速抽水蓄能电站的发电电动机的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

发电电动机在抽水工况下，由发电电动机的数学模型和设计参数，得到电磁转矩的数值，再与电磁转矩的给定值进行滞环比较，得到差值ΔTe；通过控制绕组磁链的计算，得到一个位置角度θs2；通过控制绕组磁链与给定磁链的滞环比较，得到差值ΔΨs2；ΔTe、ΔΨs2、θs2再用于控制绕组电压矢量的给定；

发电电动机在发电工况下，由给定的有功和无功经过闭环PI调节，得到控制绕组电流的给定值，再经过电流内环PI调节，计算出控制绕组电压直接输入电机控制绕组。

2.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能电站的发电电动机的控制方法，其特征在于

在抽水工况下，设计一个发电电动机控制绕组的磁链计算器，用于直接计算得到控制绕组的磁链的矢量信息，间接用于给出控制绕组的输出电压矢量；

设计一个发电电动机控制绕组的磁链滞环比较器，直接用于将计算得到的控制绕组的磁链矢量值与给定的控制绕组的磁链矢量值进行比较，间接使输出的控制绕组电压稳定在给定值；

设计一个发电电动机电磁转矩的滞环比较器，首先计算发电电动机的电磁转矩，而后与电磁转矩的给定值进行比较，达到将电机输出电磁转矩维持在给定水平的目的。

3.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能电站的发电电动机的控制方法，其特征在于

在发电工况下，设计一个有功控制环，用于控制电机系统定子功率绕组的有功功率；

设计一个无功控制环，用于控制电机系统定子功率绕组的无功功率；

设计一个功率计算器，用于动态计算机组实时的有功功率和无功功率数值；

设计一个转子角速度的关系换算器，用于动态计算并给定控制绕组电压电流变换的坐标系以及给定控制绕组电压的频率。

4.根据权利要求2所述的可变速抽水蓄能电站的发电电动机的控制方法，其特征在于在抽水工况下通过电机模型得到的关系间接计算T_em，在转子同步速坐标系的电磁转矩转化到两相dq坐标系下：

T_e＝p₁(i_qs1ψ_ds1-i_ds1ψ_qs1)+p₂(i_qs2ψ_ds2-i_ds2ψ_qs2)

其中，L_sr1、L_sr2是功率绕组、控制绕组和转子绕组的互感，i_ds1、i_qs1、i_ds2、i_qs2、i_dr、i_qr是功率绕组、控制绕组以及转子绕组在转子同步速坐标系中得电流分量，p₁是定子功率绕组，p₂是定子控制绕组；Ψ表示为磁链，下标m是绕组互感，下标d或q表示坐标轴，下标s1、s2、分别表示功率绕组、控制绕组；

上式中均为dq坐标系下变量且可计算得到，功率绕组磁链的测定采取与控制绕组磁链计算类似的办法，在计算结果后加入高通滤波环节消除积分漂移，再通过低通滤波的闭环反馈调整幅值和相位。

5.根据权利要求2所述的可变速抽水蓄能电站的发电电动机的控制方法，其特征在于在抽水工况下，令控制绕组磁链沿着电压矢量轨迹，在可容许的误差范围内按圆形旋转，则在任意时刻，根据控制绕组磁链Ψ_s2的矢量，分别对电磁转矩和磁链幅值进行滞环控制从而对开关状态做出合理的选择，就可以使Ψ_s2幅值维持在基本不变的滞环带宽内，并有目的地调整Ψ_s2旋转速度从而控制定转子磁链夹角的大小，完成对输出转矩和磁链幅值的调节；

系统给定控制绕组磁链幅值Ψ_s2^*，通过滞环比较器对电磁转矩和控制绕组磁链进行闭环控制，实现对给定转速的实时跟踪。