[发明专利]一种检测海上风电柔性直流输电变流器特性的试验系统

摘要

本发明公开了一种检测海上风电柔性直流输电变流器特性的试验系统，包括整流侧单元和与之相连的主控模块，所述主控模块包括交流电压电流传感器、直流电压传感器、直流电压控制模块、交流电压控制模块、无功功率控制模块、有功功率控制模块、内环电流控制模块、频率控制模块、二选一开关、三选一开关、第一加法器和第二加法器。本发明采用双闭环直接电流控制，基于换流站的dq模型分别控制d轴和q轴电流实现对有功和无功功率的分别控制，减小了控制环节的稳态误差，完善了控制环节的动态特性；本发明主电路拓扑结构简单，适用于中小功率系统。

主权项

一种检测海上风电柔性直流输电变流器特性的试验系统，包括整流侧单元和与之相连的主控模块，所述整流侧单元包括依次相连的隔离变压器、电抗器和变流器以及输入端接于隔离变压器和电抗器之间、输出端接地的滤波模块，隔离变压器与风电场交流系统相连，其特征在于，所述主控模块包括交流电压电流传感器、直流电压传感器、直流电压控制模块、交流电压控制模块、无功功率控制模块、有功功率控制模块、内环电流控制模块、频率控制模块、二选一开关、三选一开关、第一加法器和第二加法器，所述的内环电流控制模块包括PWM模块、锁相位模块、坐标变换模块、第一PI解耦算法模块、第二PI解耦算法模块、第三加法器和第四加法器，其中：所述的交流电压电流传感器采集风电场交流系统的电流和电压，分别输入第一加法器、无功功率控制模块、有功功率控制模块、锁相位模块、坐标变换模块和频率控制模块；所述的第一加法器根据输入的三相电压参考值和三相电压，计算得到三相电压误差值，输入交流电压控制模块；所述的交流电压控制模块根据输入的三相电压误差值，计算得到第一无功电流，输入二选一开关的第一动态触点；所述的无功功率控制模块根据输入的三相电流和电压和无功功率参考值，计算得到第二无功电流，输入二选一开关的第二动态触点；所述的二选一开关选取第一无功电流或第二无功电流作为无功电流，通过其静态触点输入至第三加法器；所述的直流电压传感器采集变流器两输出端间的直流电压，输入第二加法器；所述的第二加法器根据输入的直流电压参考值和直流电压，计算得到直流电压误差值，输入交流直流电压控制模块；所述的直流电压控制模块根据输入的直流电压误差值，计算得到第一有功电流，输入三选一开关的第一动态触点；所述的频率控制模块根据输入的三相电流和电压以及频率参考值，计算得 到第二有功电流，输入三选一开关的第二动态触点；所述的有功功率控制模块根据输入的三相电流和电压以及有功功率参考值，计算得到第三有功电流，输入三选一开关的第三动态触点；所述的三选一开关选取第一有功电流、第二有功电流或第三有功电流作为有功电流，通过其静态触点输入至第四加法器；所述的锁相位模块根据输入的三相电压，检测风电场交流电压矢量的相位，输入坐标变换模块；所述的坐标变换模块将三相电流变换到两相旋转坐标系下，得到无功、有功电流测量值，分别输入第三加法器和第四加法器；所述的第三加法器根据输入的无功电流和无功电流测量值，计算得到无功电流误差值，输入第一PI解耦算法模块；所述的第四加法器根据输入的有功电流和有功电流测量值，计算得到有功电流误差值，输入第二PI解耦算法模块；所述的第一PI解耦算法模块根据输入的无功电流误差值，计算得到无功基波电压指令值，输入PWM模块；所述的第二PI解耦算法模块根据输入的有功电流误差值，计算得到有功基波电压指令值，输入PWM模块；所述的PWM模块得到基波电压指令值后，通过空间矢量脉宽调制，生产开关信号作用于变流器的三相桥路开关。