[发明专利]同步调相机调速方法、调速装置、电子设备、存储介质

说明书

本发明属于电机控制领域，涉及一种同步调相机调速方法、调速装置、电子设备、存储介质。建立同步调相机电压预测模型，将第k时刻定子d、q轴电流参考值作为下一时刻的反馈量，根据采样得到的同步调相机定子三相电流、励磁电流、转子位置角度，坐标变换得到第k时刻d‑q两相同步旋转坐标系下定子电流值；根据离散化后的同步调相机电压预测模型来得到下一时刻期望电压矢量，结合空间矢量脉宽调制策略得到6路脉冲信号；通过对励磁电流回路进行无差拍预测电流控制直接得到给定励磁电流下的占空比，再采用PWM调制策略得到脉冲信号，并送入单相两电平变流器实现对励磁回路电流的控制。本发明调速方法可靠性高，降低并网时对电网冲击的风险。

技术领域

本发明属于电机控制领域，涉及同步调相机的调速技术，尤其是一种基于无差拍预测电流控制的同步调相机调速方法、装置、电子设备、存储介质。

背景技术

同步调相机也称同步补偿机，接在电网上专门用于无功功率调节。对改善电网功率因数、对电网经济运行起重要作用，是现代大电网中必不可少的主要电力设备之一。从作用原理来讲，它实际上是空载运行的电动机。当应用于电力系统时，能根据系统的需要，自动地在电网电压下降时增加无功输出。在电网电压上升时吸收无功功率，以维持电压，提高电力系统的稳定性，改善系统供电质量。同步电机运行于电动机状态，不带机械负载也不带原动机，只向电力系统提供或吸收无功功率，用于改善电网功率因数，维持电网电压水平。

变频调速是目前普遍应用的中小型同步调相机调速方式，静止变频系统的控制通常采用转速电流双闭环比例积分调节器，该控制算法下同步调相机达到额定转速后并网时对电网频率变化的动态响应较慢，致使调相机并网时不同频对电网造成冲击。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种原理简单、动态响应快、开关频率固定的同步调相机起动调速方法，将电机矢量控制系统中电流内环与电机转子励磁电流控制闭环使用无差拍预测电流控制器代替传统比例-积分控制器，从而有效地改善电流响应，提高系统的鲁棒性，并且避免了电流环复杂的参数整定。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

本发明的第一方面是提供了一种同步调相机调速方法，

同步调相机的起动和调速采用静止变频器，将转子磁链与d-q两相同步旋转坐标系d轴重合，采样第k时刻的同步调相机定子三相电流和转子位置角度，将定子三相电流从ABC三相静止坐标系转换到d-q两相同步旋转坐标系作为第k时刻的反馈量和；对转速和电流进行双闭环控制，转速环输出第k时刻定子q轴电流参考值；

电流环采用无差拍预测电流控制，通过推导同步调相机电压预测模型，将第k时刻定子电流d、q轴参考值作为下一时刻的反馈量，使定子电流实际值能够无差拍地跟踪定子电流参考值，将无差拍预测电流控制算法得到参考电压作为SVPWM空间矢量脉宽调制的输入，得到控制静止变频器中功率器件开关的6路脉冲信号；

对励磁系统进行无差拍预测电流控制直接得到给定励磁电流下的期望占空比，再采用PWM调制策略将得到的占空比作为驱动信号直接发送给励磁变频驱动器实现对励磁电流的闭环控制。

进一步地，方法具体步骤如下：

S1给定与电网同频的参考转速和对应电网电压幅值的励磁电流；

S2采样调相机实际转速n，将电机参考转速与实际转速的偏差值送入转速环比例-积分控制器，对转速进行闭环控制，经过比例积分控制算法得到第k时刻定子q轴电流参考值；另外，任意时刻定子d轴电流参考值为0；