本发明专利技术涉及一种高压双馈发电系统中网侧变流器直流电压的控制方法，其包括以下步骤：1)电网电压处于正常工况时，通过电流内环和直流电压外环实现对网侧变流器直流电压的控制；2)对电网电压是否稳态抬升进行判断；如果电网电压不稳态抬升，则执行步骤3)；如果电网电压稳态抬升，则通过重新确定合适的直流运行电压U'dc_ref和Chopper组件的工作电压，采用与步骤1)相同的控制过程实现对变流器网侧直流电压的控制；3)对电网电压是否出现暂态变化进行判断；如果电网电压未出现暂态变化，则控制过程结束；如果电网电压出现暂态变化，则通过电流单闭环实现对网侧变流器直流电压的控制。本发明专利技术可以广泛应用于对变流器网侧直流电压的控制中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种直流电压的控制方法，特别是关于。
技术介绍
我国风能资源丰富，随着不可再生能源危机的日益凸显，近年来风力发电行业得到了长足地发展，风力发电装机容量不断增加，其中兆瓦级双馈风力发电机组在众多风场得到了应用。当前应用的双馈风力发电机组中，从1.5MW到3.0MW机型发电机额定输出电压均为690V,相对于发电机机组的容量来说,过小的输出电压意味着相对过大的输出电流，这对双馈发电机的电磁设计以及生产工艺来说都提出了相对较高的要求，同时过大的电流也意味着整机的损耗也会随之增大。随着双馈发电机单机容量的不断增加，出于成本优化以及提高发电效率的考虑，高压双馈发电机组将成为双馈发电机的发展方向。针对发电机定子侧为高压(如12kV)，转子侧为低压(如690V)的高压双馈发电机组系统可以减少一台升压变压器以及定子输出电缆的重量，减小输电损耗，提高双馈发电机组的发电效率。针对高压双馈发电机组的特点，配套并网的双馈变流器相对于目前在风场应用广泛的低压型双馈发电机组并网运行的双馈变流器有更为苛刻的要求。双馈变流器并网运行时，网侧工作在直流电压外环、电流内环的状态，支持功率的双向流动，提供给机侧稳定的直流电压，保证功率平衡转换。当电网电压发生跌落时，双馈变流器机侧功率波动明显，尤其对于高压双馈发电机，定子电阻较小，在电网电压发生跌落时，由于定子时间常数较大，双馈风力发电机系统的暂态过程较长，由于电网跌落与恢复瞬间高压双馈发电机转子侧耦合而来的能量的影响极易导致直流侧过压。一般应用在低压双馈发电机中，变流器常采用直流侧Chopper放电回路来抑制直流侧过压,但是Chopper的频繁启动显然会影响直流侧的稳定，当直流侧波动过大时，不但不能有效支撑变流器机侧顺利穿越电网跌落的过程，而且会直接导致直流电压控制环出现饱和，引起变流器网侧失控而保护停机。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供，该方法能够有效抑制电网电压波动所导致的直流电压不稳定问题，能够避免由于直流电压失控造成的风力发电机机组脱网问题。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案:，其包括以下步骤:1)电网电压处于正常工况时，通过电流内环和直流电压外环实现对网侧变流器直流电压的控制，其控制过程为:①在直流电压外环中，将直流电压给定值Ud。—M与直流电压的反馈值Ud。—fMdbac;k运算后，运算结果通过PI调节器后输出有功电流的给定量，并将给定量iq—M作为电流内环的给定量；②采样三相电网电压UA, Ub, Uc,三相电网电压UA, Ub, Uc经相坐标系abc/dq变换到同步旋转坐标系下,得到两相电网电压Ud和U,;两相电网电压Ud和U,与直流电压的实时采样值Ud。经电网前馈计算，得到电网的前馈量Et^P Eq ;两相电网电压Ud和Uq经锁相环运算，得到电网角度Θ ;③采样三相电网电流iA, iB, it；，三相电网电流iA, iB, it；与电网角度θ经abc/dq相坐标系变换到同步旋转坐标系下，得到电网电流id和i,，电网电流id和i,作为电流内环的反馈值，实现电流的有功分量和无功分量的解耦；④在电流内环中，电网电流id和i,分别与无功电流的给定量id—和有功电流的给定量运算后，得到电流反馈量与给定值的偏差eid—和ei(L%，运算结果通过PI调节器后，得到电流内环的输出量、-和、_并分别与电网的前馈量Et^P Eq进行运算，得到目标控制的电压矢量在同步旋转坐标系下的电压运算结果通过α β/dq从正交旋转坐标系变换到静止坐标系下，得到两相静止坐标系下的电压Ua和化并输入SVPWM中进行运算，得到网侧变流器功率模块的驱动序列，实现对网侧变流器直流电压的控制；2)对电网电压是否稳态抬升进行判断；如果电网电压不稳态抬升，则执行步骤3);如果电网电压稳态抬升，则通过重新确定合适的直流运行电压U’ dc_ref和Chopper组件的工作电压，采用与步骤I)中步骤②~步骤④相同的控制过程实现对变流器网侧直流电压的控制，其控制过程为:①重新确定直流电压给定值U’ dc_ref:U, dc—ref = Udc given+Λ U，式中，Utk gi为变流器初始运行时的直流电压给定值，AU为直流电压的改动量，AU = 0.45 AUn, ΔUn为电网电压在额定线电压范围内的抬升值；重新确定Chopper组件的工作电压，即直流运行电压重新确定后的Chopper开通值m和直流运行电压重新确定后的Chopper关断值Ueh_er—Qff:本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压双馈发电系统中网侧变流器直流电压的控制方法，其包括以下步骤：1)电网电压处于正常工况时，通过电流内环和直流电压外环实现对网侧变流器直流电压的控制，其控制过程为：①在直流电压外环中，将直流电压给定值Udc_ref与直流电压的反馈值Udc_feedback运算后，运算结果通过PI调节器后输出有功电流的给定量iq_ref，并将给定量iq_ref作为电流内环的给定量；②采样三相电网电压UA,UB,UC，三相电网电压UA,UB,UC经相坐标系abc/dq变换到同步旋转坐标系下，得到两相电网电压Ud和Uq；两相电网电压Ud和Uq与直流电压的实时采样值Udc经电网前馈计算，得到电网的前馈量Ed和Eq；两相电网电压Ud和Uq经锁相环运算，得到电网角度θ；③采样三相电网电流iA,iB,iC，三相电网电流iA,iB,iC与电网角度θ经abc/dq相坐标系变换到同步旋转坐标系下，得到电网电流id和iq，电网电流id和iq作为电流内环的反馈值，实现电流的有功分量和无功分量的解耦；④在电流内环中，电网电流id和iq分别与无功电流的给定量id_ref和有功电流的给定量iq_ref运算后，得到电流反馈量与给定值的偏差eid_ref和eiq_ref，运算结果通过PI调节器后，得到电流内环的输出量id_out和iq_out并分别与电网的前馈量Ed和Eq进行运算，得到目标控制的电压矢量在同步旋转坐标系下的电压Ud和Uq，运算结果通过αβ/dq从正交旋转坐标系变换到静止坐标系下，得到两相静止坐标系下的电压Uα和Uβ并输入SVPWM中进行运算，得到网侧变流器功率模块的驱动序列，实现对网侧变流器直流电压的控制；2)对电网电压是否稳态抬升进行判断；如果电网电压不稳态抬升，则执行步骤3)；如果电网电压稳态抬升，则通过重新确定合适的直流运行电压U'dc_ref和Chopper组件的工作电压，采用与步骤1)中步骤②～步骤④相同的控制过程实现对变流器网侧直流电压的控制，其控制过程为：①重新确定直流电压给定值U'dc_ref：U′dc_ref＝Udc_given+ΔU，式中，Udc_given为变流器初始运行时的直流电压给定值，ΔU为直流电压的改动量，ΔU＝0.45ΔUn，ΔUn为电网电压在额定线电压范围内的抬升值；重新确定Chopper组件的工作电压，即直流运行电压重新确定后的Chopper开通值Uchopper_on和直流运行电压重新确定后的Chopper关断值Uchopper_off：Uchopper_on=Uchopper_on_given+ΔUUchopper_off=Uchopper_off_given+ΔU,]]>式中，Uchopper_on_given为变流器初始运行时的Chopper开通值，Uchopper_off_given为变流器初始运行时的Chopper关断值；②根据重新确定的直流电压给定值U'dc_ref以及Chopper组件的工作电压，实现对网侧变流器直流电压的控制，其具体包括：当实时运行的直流电压反馈值Udc_feedback大于Uchopper_on时，直流侧Chopper导通释放直流侧能量；当实时运行的直流电压反馈值Udc_feedback小于Uchopper_off时，直流侧Chopper关闭导通状态；3)对电网电压是否出现暂态变化进行判断；如果电网电压未出现暂态变化，则控制过程结束；如果电网电压出现暂态变化，则通过电流单闭环实现对网侧变流器直流电压的控制，其控制过程为：直接屏蔽直流电压外环，预设电流内环中有功电流的给定量iq_ref，采用与步骤1)中步骤②～步骤④相同的控制过程实现直流电压与电网电压能量的转换；当电网从暂态过程中恢复时，从电流单闭环的模式转换到直流电压外环、电流内环的模式，采用以下公式实现对直流电压的控制：iq_refn+1=iq_refn+kUdc-Udc_normalUdc_normal,]]>式中，和分别为切入电流单闭环控制后第n+1次和第n次的直流电压外环的输出电流，为网侧变流器切入电流单闭环模式时刻直流电压外环的输出电流，当电网暂态变化时，iq_ref按一半的网侧功率限幅；Udc_normal为变流器正常运行工况时直流电压的给定值，Udc为直流电压的实时采样值，k为转换系数，保证iq_ref能够快速变化。...
【技术特征摘要】
1.一种高压双馈发电系统中网侧变流器直流电压的控制方法，其包括以下步骤: 1)电网电压处于正常工况时，通过电流内环和直流电压外环实现对网侧变流器直流电压的控制，其控制过程为: ①在直流电压外环中，将直流电压给定值Udcref与直流电压的反馈值ud。—^dbadt运算后，运算结果通过PI调节器后输出有功电流的给定量并将给定量iq—M作为电流内环的给定量； ②采样三相电网电压UA，Ub,Uc，三相电网电压UA，Ub, Uc经相坐标系abc/dq变换到同步旋转坐标系下，得到两相电网电压Ud和Uq ;两相电网电压Ud和Uq与直流电压的实时米样值Udc经电网前馈计算，得到电网的前馈量Ed和Eq ;两相电网电压Ud和Uq经锁相环运算，得到电网角度Θ ; ③采样三相电网电流iA，iB，ic，三相电网电流iA，iB，ic与电网角度Θ经abc/dq相坐标系变换到同步旋转坐标系下，得到电网电流id和i,，电网电流id和i,作为电流内环的反馈值，实现电流的有功分量和无功分量的解耦； ④在电流内环中，电网电流id和分别与无功电流的给定量id%和有功电流的给定量运算后，得到电流反馈量与给定值的偏差eid—和ei(LMf，运算结果通过PI调节器后，得到电流内环的输出量id—_和iq—_并分别与电网的前馈量Ed和Eq进行运算，得到目标控制的电压矢量在同步旋转坐标系下的电压运算结果通过α β/dq从正交旋转坐标系变换到静止坐 标系下，得到两相静止坐标系下的电压Ua和Ue并输入SVPWM中进行运算，得到网侧变流器功率模块的驱动序列，实现对网侧变流器直流电压的控制； 2)对电网电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：李群星，赵站伟，崔凯，
申请(专利权)人：中节能风力发电张北有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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