本发明专利技术提出一种并网双馈风力发电机变流器空间矢量脉宽调制方法，利用复平面中开关矢量与电压的关系来控制桥臂上电力电子器件的开关状态，包括以下步骤：对称电压三相正弦相电压的瞬时值在复平面进行分解，得到8个基本电压空间矢量，进而得到开关组态与电压的关系；将得到的8种基本电压空间矢量在复平面进行映射，得到6个扇区；判断电压空间矢量所在扇区；确定各扇区相邻非零矢量和零矢量的作用时间；确定各个扇区矢量的切换点；将三角波周期作为定时周期，与切换点比较，从而调制出SVPWM波。本发明专利技术简化了控制原理，优化了控制效果，提高了直流母线电压的利用率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及电力电子
，具体是一种并网双馈风力发电机变流器空间矢量 脉宽调制方法。
技术介绍
风力发电得到了迅速发展。采用双馈风力发电机值ouble-fedWindGenerator， DFIG)的交流励磁变速恒频（Vari油leSpeedConstantRrequency，VSCF)风力发电技术 W其独特的优越性逐渐成为风力发电的主流形式。DFIG采用两个背靠背、通过直流环节连 接的两电平电压型变流器进行控制，W此实现变速恒频运行。空间矢量脉宽调制SVPWM(SpaceVectorPulseWi化hModulation),是一种控 制S相交流电机电压源逆变器的开关触发调制方法。实践证明，SVPWM与正弦脉宽调制 (SPWM)相比，可W使得逆变器输出电压的谐波显著减小，同时提高电压利用率，更容易进行 数字化实现。而传统的SPWM方法是基于等效原理来求取各矢量的作用时间，计算繁琐，导 致系统效率下降，无法实现对大功率、兆瓦级并网风力发电机的调控。
技术实现思路
本专利技术提出，该方法简化 了控制原理，优化了控制效果，可提高系统的运行效率。 本专利技术的技术方案是该样实现的： ，利用复平面中开关矢量 与电压的关系来控制桥臂上电力电子器件的开关状态，包括W下步骤： 步骤一：将对称电压=相正弦相电压的瞬时值在复平面进行分解，获得合成的电 压空间矢量巧0W;由S相电压型逆变器的原理，得到8个基本电压空间矢量，进而得到开 关组态与电压的关系，共8种开关组态（000、100、010、110、001、101、011、111); 步骤二：将步骤一中得到的8种基本电压空间矢量在复平面进行映射，得到6个扇 区；[000引步骤立；判断电压空间矢量巧"1所在扇区； 步骤四；确定各扇区相邻非零矢量和零矢量的作用时间； 步骤五：确定各个扇区矢量的切换点； 步骤六：将S角波周期Tp胃作为定时周期，与切换点比较，从而调制出SVPWM波。 进一步地，所述步骤六中进行SVPWM波调制时，取调制深度M式 中Um=I巧。WI，Ud为直流母线电压； 使合成的电压空间矢量在线性区域内满足|^^。^| = ^〇1 ^2i7de/3。 进一步地，所述步骤S中判断电压空间矢量巧。。t所在扇区，用U。和Up表示 参考电压矢量Uwt在a、P轴上的分量，定义Ur。fl，Ur。f2，Uref3S个变量，令Ur。fl=U日， 巧。拉二-?卢，Uree= -"/7，再定义立个变量A、B、C，得：[001引如果Urefi〉0,则A= 1，否则A= 0;如果Uref2〉〇，则B= 1，否则B= 0;[001引如果Uref3〉0,则C= 1，否则C= 0; 令N= 4*C+2地+A，得到N与扇区判别的对应关系。 进一步地，所述变流器为两电平=相桥式变流器，包括网侧变流器和转子侧变流 器；网侧变流器与电网和双馈发电机定子相连，转子侧变流器与双馈发电机转子相连；网 侧变流器与转子侧变流器之间通过直流环节相连接。 进一步地，所述直流环节为并联电容。 进一步地，所述两电平S相桥式变流器由分压电路和S相逆变桥构成；所述S相 逆变桥由6个绝缘栅双极型晶体管构成；每路逆变桥由两个绝缘栅双极型晶体管构成。 本专利技术的有益效果为； 本专利技术简化了控制原理，优化了控制效果，提高了直流母线电压的利用率。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据该些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术的一个实施流程图； 图2为S相电压型逆变器原理图；[002引图3为电压空间矢量示意图； 图4为电压空间矢量合成示意图； 图5为扇区I内S相PWM调制方式； 图6(a)-图6(e)为本专利技术应用于并网双馈风机的控制的仿真结果；[003引图6 (a)为N区判断仿真波形； 图6化）为T1、T2计算仿真波形图； 图6 (C)为电压开关时间切换点T"i、T"2、T"期换仿真波形图；[003引图6 (d)为A相线电压仿真波形；[003引图6 (e)为A相相电压仿真波形； 图7为调制后、双馈风机变换器直流母线电流、电压波形。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。 如图1所示，本实施例的一种并网双馈风力发电机变流器空间矢量脉宽调制方 法，利用复平面中开关矢量与电压的关系来控制桥臂上电力电子器件的开关状态，包括W 下步骤： 步骤一：将对称电压=相正弦相电压的瞬时值在复平面进行分解，获得合成的电 压空间矢量6。," .由S相电压型逆变器的原理，得到8个基本电压空间矢量，进而得到开关 组态与电压的关系，共8种开关组态（000、100、010、110、001、101、011、111)。 由S相电压型逆变器原理可知有8种不同的开关组合，可W得到8个基本电压空 间矢量，各矢量为：【主权项】1. ，其特征在于，利用复平面 中开关矢量与电压的关系来控制桥臂上电力电子器件的开关状态，包括以下步骤： 步骤一：将对称电压三相正弦相电压的瞬时值在复平面进行分解，获得合成的电压空 间矢量.由三相电压型逆变器的原理，得到8个基本电压空间矢量，进而得到开关组态 与电压的关系，共8种开关组态（000、100、010、110、001、101、011、111); 步骤二：将步骤一中得到的8种基本电压空间矢量在复平面进行映射，得到6个扇区； 步骤三：判断电压空间矢量C t所在扇区； 步骤四：确定各扇区相邻非零矢量和零矢量的作用时间； 步骤五：确定各个扇区矢量的切换点； 步骤六：将三角波周期Tpwm作为定时周期，与切换点比较，从而调制出SVPWM波。2. 如权利要求1所述的， 其特征在于，所述步骤六中进行SVPWM波调制时，取调制深度M ;式中 U11=I^ltI, Ud。为直流母线电压； 使合成的电压空间矢量在线性区域内满足IftratI=Um UUdc /3。3. 如权利要求1所述的，其 特征在于，所述步骤三中判断电压空间矢量(7_/斤在扇区，用仏和U e表示参考电压矢量 1在（1、0轴上的分量，定义1抓，^2，^3三个变量，令1抓=11{)，^/ 1^=^/^^-%， %，再定义三个变量A、B、C，得： 如果UMfl>0,则A = 1，否则A = O ; 如果UMf2>0,则B = 1，否则B = O ; 如果UMf3>0,则C = 1，否则C = O ; 令N = 4*C+2*B+A，得到N与扇区判别的对应关系。4. 如权利要求1所述的，其特 征在于，所述变流器为两电平三相桥式变流器，包括网侧变流器和转子侧变流器；网侧变流 器与电网和双馈发电机定子相连，转子侧变流器与双馈发电机转子相连；网侧变流器与转 子侧变流器之间通过直流环节相连接。5. 如权利本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种并网双馈风力发电机变流器空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，利用复平面中开关矢量与电压的关系来控制桥臂上电力电子器件的开关状态，包括以下步骤：步骤一：将对称电压三相正弦相电压的瞬时值在复平面进行分解，获得合成的电压空间矢量由三相电压型逆变器的原理，得到8个基本电压空间矢量，进而得到开关组态与电压的关系，共8种开关组态(000、100、010、110、001、101、011、111)；步骤二：将步骤一中得到的8种基本电压空间矢量在复平面进行映射，得到6个扇区；步骤三：判断电压空间矢量所在扇区；步骤四：确定各扇区相邻非零矢量和零矢量的作用时间；步骤五：确定各个扇区矢量的切换点；步骤六：将三角波周期TPWM作为定时周期，与切换点比较，从而调制出SVPWM波。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘友宽，陈文雯，伍阳阳，杨洋，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53
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