[发明专利]一种无刷双馈发电系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种无刷双馈发电系统及其控制方法，属于电机发电领域，所述控制方法包括：S1：采集无刷双馈电机的转速信号并设定功率绕组的期望频率；利用转速与两套定子绕组频率之间的关系计算控制绕组的期望频率；S2：将控制绕组的期望频率输入至逆变器，以使逆变器在V/F分离控制模式下分别调节控制绕组的电压及频率，以在变转速条件下保证无刷双馈电机中功率绕组工作于额定工作点；S3：获取实际直流母线电压，并利用实际直流母线电压和目标直流母线电压的差值及差值变化率对PI参数进行动态调整，以将实际直流母线电压调整至目标直流母线电压，实现直流母线的恒压控制。本发明使动态响应好、鲁棒性高、并提供稳定的直流母线电压。

技术领域

本发明属于电机发电领域，更具体地，涉及一种无刷双馈发电系统及其控制方法。

背景技术

随着人类社会的发展与物质水平的提升，能源短缺问题日益突出。因此，开发利用清洁的可再生能源和改进能源转换设备以提高能源利用率已成为近年来的研究热点。

无刷双馈电机以其结构可靠、励磁调节灵活等特性，在风力、水力、船舶轴带等变速发电领域具有广阔的应用前景，近些年备受关注。

然而，由于无刷双馈电机数学模型复杂，完全解耦的矢量控制较难实现，导致目前的发电系统仍存在动态响应不佳，直流母线电压稳定性较差等问题，极易造成整个发电系统的停机和崩溃。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种无刷双馈发电系统，其目的在于解决传统无刷双馈发电系统存在的控制系统调节复杂、动态响应慢、直流母线电压稳定性差的缺点的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种无刷双馈发电系统的控制方法，包括：

S1：采集无刷双馈电机的转速信号并设定所述无刷双馈发电机中功率绕组的期望频率；利用转速与两套定子绕组频率之间的关系计算所述无刷双馈发电机中控制绕组的期望频率；

S2：将所述控制绕组的期望频率输入至逆变器，以使所述逆变器在V/F 分离控制模式下分别调节所述控制绕组的电压及频率，以在变转速条件下保证所述无刷双馈电机中功率绕组工作于额定工作点；

S3：获取实际直流母线电压，并利用所述实际直流母线电压和目标直流母线电压的差值及差值变化率对PI参数进行动态调整，以将所述实际直流母线电压调整至所述目标直流母线电压，实现所述直流母线的恒压控制。

在其中一个实施例中，所述S1包括：

S11：利用编码器采集无刷双馈电机转速信号n_r；

S12：设置所述功率绕组的期望频率将转速信号和所述功率绕组的期望频率输入公式计算得到所述控制绕组的频率期望 f_c^*；其中，P_p为所述功率绕组的极对数，P_c为所述控制绕组的极对数。

在其中一个实施例中，所述S3包括：

S31：利用电压采样单元采集实际直流母线电压U_dc；计算所述目标直流母线电压期望值与所述实际直流母线电压U_dc的差值e及差值变化率 e_c；

S32：将所述差值e及所述差值变化率e_c输入模糊控制器，以使所述模糊控制器依据预设的模糊控制规则计算控制参数K_p与K_i；

S33：将所述控制参数K_p与K_i输入至PI控制器并动态调整所述PI参数以使所述PI控制器计算所述控制绕组的期望电压所述控制绕组的期望电压将所述实际直流母线电压调整为所述目标直流母线电压，实现所述直流母线的恒压控制。