[发明专利]一种多相风机直流并网系统及其低压穿越控制方法

权利要求书

1.一种多相风机直流并网系统的低压穿越控制方法，应用于多相风机直流并网系统上，其特征在于，所述多相风机直流并网系统包括发电电机、整流模块、隔离变换模块和半桥模块，该多相风机直流并网系统的低压穿越控制方法包括以下步骤：

获取当前多相风机直流并网系统运行环境的风速以及获取所述发电电机的叶片半径和叶尖速比，采用电机转速公式计算得到参考电机转速；

获取所述发电电机运行的实际转速，将所述参考电机转速与所述实际转速作差，得到转速差；并将所述转速差输入第一PI调节器，所述第一PI调节器输出参考电流；

获取所述整流模块输出的电流，将所述电流与所述参考电流作差，得到第一电流差；并将所述第一电流差输入第二PI调节器，所述第二PI调节器输出初始调制信号；

获取所述半桥模块中电容的电容额定电压、电容平均电压和电容允许穿越电压，若所述电容平均电压不大于电压阈值，对所述电容额定电压与所述电容平均电压作差，得到电容电压差值并将所述电容电压差值输入第三PI调节器，所述第三PI调节器输出低压穿越调制信号；若所述电容平均电压小于所述电压阈值，令所述低压穿越调制信号为0；

将所述低压穿越调制信号与所述初始调制信号叠加，得到调制信号；并获取三角波信号，将所述三角波信号与所述调制信号比较得到第一触发脉冲信号；

对所述电容额定电压与所述电容平均电压作差，得到电容电压差值并将所述电容电压差值输入第四PI调节器，所述第四PI调节器输出直流输电参考电流；

获取多相风机直流并网系统输出的直流输电实际电流，将所述直流输电参考电流与所述直流输电实际电流作差，得到第二电流差；并将所述第二电流差输入第五PI调节器，所述第五PI调节器输出直流输电参考电压；

采用最近电平逼近调制策略对所述直流输电参考电压进行处理，得到第二触发脉冲信号；

通过所述第一触发脉冲信号控制所述隔离变换模块的开关元件运行，以及采用所述第二触发脉冲信号控制所述半桥模块的开关元件运行，使所述多相风机直流并网系统实现低压穿越的直流并网；

其中，所述电机转速公式为ω_ref＝(λ_opt×v)/R，ω_ref为参考电机转速，λ_opt为叶尖速比，v为风速，R叶片半径；所述电压阈值为所述电容额定电压与所述电容允许穿越电压之和；

所述第一PI调节器的比例系数和积分系数分别为1和30，所述第二PI调节器的比例系数和积分系数分别为0.1和52，所述第三PI调节器的比例系数和积分系数分别为1和20，所述第四PI调节器的比例系数和积分系数分别为100和160，所述第五PI调节器的比例系数和积分系数分别为20和500。

2.根据权利要求1所述的多相风机直流并网系统的低压穿越控制方法，其特征在于，包括获取频率为5Hz、幅值为1的三角波信号。

3.一种多相风机直流并网系统，其特征在于，包括N相的发电电机、N个变流器组和输出连接端，每个所述变流器组包括整流模块、隔离变换模块和半桥模块，所述隔离变换模块包括K个并联连接的DC/DC变换器，所述半桥模块包括K个并联的半桥子模块，所述多相风机直流并网系统通过如权利要求1或2所述的多相风机直流并网系统的低压穿越控制方法实现低压穿越的直流并网。

4.根据权利要求3所述的多相风机直流并网系统，其特征在于，第m个所述变流器组的所述整流模块的输入端与所述发电电机的三相绕组m连接，所述整流模块的输出端正极与所述隔离变换模块的输入端正极连接，所述整流模块的输出端负极与所述隔离变换模块的输入端负极连接，所述隔离变换模块的输出端正、负极分别与所述半桥模块的输入端正、负极连接，N个所述变流器组的半桥模块的输出端正、负极依次首尾连接；其中，m∈N，m、N、K均为自然数。

5.根据权利要求3所述的多相风机直流并网系统，其特征在于，第1个所述变流器组中第1个所述半桥子模块的输出端正极与所述输出连接端的正极连接，第N个所述变流器组中第K个所述半桥子模块的输出端负极与所述输出连接端的负极连接。