[发明专利]一种可变频率变压器转矩和功率波动抑制方法及装置

权利要求书

1.一种可变频率变压器转矩和功率波动抑制方法，其特征在于，同时应用于定子侧串联三相变换器和转子侧串联三相变换器；

应用于所述定子侧串联三相变换器的控制方法，包括：

获取定子侧电网电压、定子电压、定子侧串联三相变换器电压、直流母线电压、定子电流和定子侧串联三相变换器电流；

基于所述定子侧电网电压、所述定子电压、所述定子侧串联三相变换器电压、所述定子电流和所述定子侧串联三相变换器电流，得到定子无功功率、定子侧串联三相变换器正序电流直流分量、定子负序电压直流分量、定子五次谐波电压直流分量和定子七次谐波电压直流分量；

基于所述直流母线电压、所述定子无功功率、所述定子侧串联三相变换器正序电流直流分量、所述定子负序电压直流分量、所述定子五次谐波电压直流分量和所述定子七次谐波电压直流分量，结合第一预设电压控制计算公式，计算得到定子侧串联三相变换器正序电压参考值直流分量、定子侧串联三相变换器负序电压参考值直流分量、定子侧串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量和定子侧串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量；

根据定子侧串联三相变换器正序电压参考值直流分量、所述定子侧串联三相变换器负序电压参考值直流分量、定子侧串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量和定子侧串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量，确定两相定子静止坐标系下的定子侧串联三相变换器电压参考值；

通过对定子侧串联三相变换器电压参考值进行空间矢量调制，得到定子侧串联三相变换器开关的控制信号；所述定子侧串联三相变换器开关的控制信号用于对由定子侧电网电压不平衡且谐波畸变引起可变频率变压器转矩和功率的波动的抑制；

应用于所述转子侧串联三相变换器的控制方法，包括：

获取转子侧电网电压和转子电压；

基于所述转子侧电网电压和所述转子电压，确定转子侧电网正序电压直流分量、转子正序电压直流分量、转子负序电压直流分量、转子五次谐波电压直流分量和转子七次谐波电压直流分量；

基于所述转子侧电网正序电压直流分量、所述转子正序电压直流分量、所述转子负序电压直流分量、所述转子五次谐波电压直流分量和转子七次谐波电压直流分量，结合第二预设电压控制计算公式，计算得到转子侧串联三相变换器正序电压参考值直流分量、转子侧串联三相变换器负序电压参考值直流分量、转子侧串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量和转子侧串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量；

根据所述转子侧串联三相变换器正序电压参考值直流分量、所述转子侧串联三相变换器负序电压参考值直流分量、所述转子侧串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量和所述转子侧串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量，确定两相转子旋转坐标系下的转子侧串联三相变换器电压参考值；

通过对所述转子侧串联三相变换器电压参考值进行空间矢量调制，得到转子侧串联三相变换器开关的控制信号；所述转子侧串联三相变换器开关的控制信号用于实现对由转子侧电网电压不平衡且谐波畸变引起可变频率变压器转矩和功率的波动的抑制；

所述基于所述定子侧电网电压、所述定子电压、所述定子侧串联三相变换器电压、所述定子电流和所述定子侧串联三相变换器电流，得到定子无功功率、定子侧串联三相变换器正序电流直流分量、定子负序电压直流分量、定子五次谐波电压直流分量和定子七次谐波电压直流分量，包括：

根据所述定子电压和所述定子电流，确定所述定子无功功率；

通过数字锁相环分别对所述定子侧串联三相变换器电压和所述定子侧电网电压进行处理，得到定子侧串联三相变换器电压相角和定子侧电网电压相角；

分别基于所述定子侧串联三相变换器电压相角和所述定子侧电网电压相角，对所述定子侧串联三相变换器电流和所述定子电压进行坐标变换，得到所述定子侧串联三相变换器正序电流直流分量、所述定子负序电压直流分量、所述定子五次谐波电压直流分量和所述定子七次谐波电压直流分量；

所述分别基于所述定子侧串联三相变换器电压相角和所述定子侧电网电压相角，对所述定子侧串联三相变换器电流和所述定子电压进行坐标变换，得到所述定子侧串联三相变换器正序电流直流分量、所述定子负序电压直流分量、所述定子五次谐波电压直流分量和所述定子七次谐波电压直流分量，包括：

基于所述定子侧串联三相变换器电压相角和所述定子侧电网电压相角，对所述定子侧串联三相变换器电流和所述定子电压进行三相静止到两相静止坐标变换，分别得到定子侧串联三相变换器电流矢量和定子电压矢量；

基于所述定子侧串联三相变换器电压相角和所述定子侧电网电压相角，对所述定子侧串联三相变换器电流矢量进行两相静止到两相旋转的坐标变换，得到所述定子侧串联三相变换器正序电流直流分量；

基于所述定子侧串联三相变换器电压相角和所述定子侧电网电压相角，对所述定子电压矢量进行两相静止到两相旋转的坐标变换，并分别经过预设截止频率的陷波器，得到所述定子负序电压直流分量、所述定子五次谐波电压直流分量和所述定子七次谐波电压直流分量；

所述预设截止频率包括：第一预设截止频率、第二预设截止频率、第三预设截止频率、第四预设截止频率和第五预设截止频率；

所述基于所述定子侧串联三相变换器电压相角和所述定子侧电网电压相角，对所述定子电压矢量进行两相静止到两相旋转的坐标变换，并分别经过预设截止频率的陷波器，得到所述定子负序电压直流分量、所述定子五次谐波电压直流分量和所述定子七次谐波电压直流分量，包括：

基于所述定子侧串联三相变换器电压相角和所述定子侧电网电压相角，对所述定子电压矢量进行两相静止到两相旋转的坐标变换，并分别经过所述第一预设截止频率的陷波器、所述第二预设截止频率的陷波器和所述第四预设截止频率的陷波器，得到所述定子负序电压直流分量；

基于所述定子侧串联三相变换器电压相角和所述定子侧电网电压相角，对所述定子电压矢量进行两相静止到两相旋转的坐标变换，并分别经过所述第二预设截止频率的陷波器、所述第三预设截止频率的陷波器和所述第五预设截止频率的陷波器，得到所述定子五次谐波电压直流分量；

基于所述定子侧串联三相变换器电压相角和所述定子侧电网电压相角，对所述定子电压矢量进行两相静止到两相旋转的坐标变换，并分别经过所述第三预设截止频率的陷波器、所述第四预设截止频率的陷波器和所述第五预设截止频率的陷波器，得到所述定子七次谐波电压直流分量；

所述第一预设电压控制计算公式为：

所述第二预设电压控制计算公式为：

其中，为定子侧串联三相变换器正序电流参考值直流分量的d轴分量，为直流母线电压控制器的比例系数，为直流母线电压控制器的积分系数，s为拉普拉斯算子，为直流母线电压参考值，为直流母线电压，为定子侧串联三相变换器正序电流参考值的q轴分量，为定子无功功率控制器的比例系数，为定子无功功率控制器的积分系数，为定子无功功率参考值，为定子无功功率，为定子侧串联三相变换器正序电压参考值的d轴分量，为定子侧串联三相变换器d轴正序电流控制器的比例系数；为定子侧串联三相变换器d轴正序电流控制器的积分系数，为定子侧串联三相变换器正序电流的d轴分量，为定子侧串联三相变换器正序电压参考值的q轴分量，为定子侧串联三相变换器q轴正序电流控制器的比例系数，为定子侧串联三相变换器q轴正序电流控制器的积分系数，为定子侧串联三相变换器正序电流的q轴分量，为定子侧串联三相变换器负序电压参考值的d轴分量，为定子d轴负序电压控制器的比例系数，为定子d轴负序电压控制器的积分系数，为定子负序电压的d轴分量，为定子侧串联三相变换器负序电压参考值的q轴分量，为定子q轴负序电压控制器的比例系数，为定子q轴负序电压控制器的积分系数，为定子负序电压的q轴分量，为定子侧串联三相变换器五次谐波电压参考值的d轴分量，为定子d轴五次谐波电压控制器的比例系数，为定子d轴五次谐波电压控制器的积分系数，为定子五次谐波电压的d轴分量，为定子侧串联三相变换器五次谐波电压参考值的q轴分量，为定子q轴五次谐波电压控制器的比例系数，为定子q轴五次谐波电压控制器的积分系数，为定子侧串联三相变换器七次谐波电压参考值的d轴分量，为定子d轴七次谐波电压控制器的比例系数，为定子d轴七次谐波电压控制器的积分系数，为定子七次谐波电压的d轴分量，为定子侧串联三相变换器七次谐波电压参考值的q轴分量，为定子q轴七次谐波电压控制器的比例系数，为定子q轴七次谐波电压控制器的积分系数，为定子七次谐波电压的q轴分量，为转子侧串联三相变换器正序电压参考值的d轴分量，为转子d轴正序电压控制器的比例系数，为转子d轴正序电压控制器的积分系数，为转子侧电网正序电压的d轴分量，为转子正序电压的d轴分量，为转子侧串联三相变换器正序电压参考值的q轴分量，为转子q轴正序电压控制器的比例系数，为转子q轴正序电压控制器的积分系数，为转子侧电网正序电压的q轴分量，为转子正序电压的 q轴分量，为转子侧串联三相变换器负序电压参考值的d轴分量，为转子d轴负序电压控制器的比例系数，为转子d轴负序电压控制器的积分系数，为转子侧串联三相变换器负序电压的d轴分量，为转子侧串联三相变换器负序电压参考值的q轴分量，为转子q轴负序电压控制器的比例系数，为转子q轴负序电压控制器的积分系数，为转子侧串联三相变换器负序电压的q轴分量，为转子侧串联三相变换器五次谐波电压参考值的d轴分量，为转子d轴五次谐波电压控制器的比例系数，为转子d轴五次谐波电压控制器的积分系数，为转子五次谐波电压的d轴分量，为转子侧串联三相变换器五次谐波电压参考值的q轴分量，为转子q轴五次谐波电压控制器的比例系数，为转子q轴五次谐波电压控制器的积分系数，为转子五次谐波电压的q轴分量，为转子侧串联三相变换器七次谐波电压参考值的d轴分量，为转子d轴七次谐波电压控制器的比例系数，为转子d轴七次谐波电压控制器的积分系数，为转子七次谐波电压的d轴分量，为转子侧串联三相变换器七次谐波电压参考值的q轴分量，为转子q轴七次谐波电压控制器的比例系数，为转子q轴七次谐波电压控制器的积分系数，为转子七次谐波电压的q轴分量。