本发明专利技术公开一种独立运行的笼型自励异步发电机控制方法及装置，包括：异步发电模块，无功补偿模块和储能模块，本发明专利技术还公开一种独立运行的笼型自励异步发电机控制方法，包括以下步骤：实时采集系统电压和电流信号；计算电压幅值、每相电压单位向量及其正交向量；计算负载有功功率及系统频率实现频率外环控制和电压外环控制；计算系统每相有功、无功参考电流分量及电流权重；内环控制产生PWM以控制STATCOM通断，实现系统化稳压稳率。本发明专利技术将自励异步发电机的带负载能力提高到发电机容量的50%，实现独立异步发电系统的稳压稳频控制，抑制谐波以及平衡负载；采用反赫布学习算法实现有功功率和无功功率电流的精确估算，提高系统控制精度，改善动态响应速度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电能质量治理领域和分布式发电领域，特别涉及一种笼型异步发电 系统独立发电并联带蓄电池的静止同步补偿器装置实现稳压稳频、抑制谐波以及平衡负 载，并涉及一种反赫布学习算法的控制方法，提高系统控制精度，改善动态响应速度。
技术介绍
随着工业的快速发展，非可再生能源已日渐稀少，以太阳能、风能为主的新能源正 蓬勃发展。《可再生能源中长期发展规划》指出，在电网供电不经济的偏远地区，应当因地制 宜的建设独立运行的小型可再生能源供电系统。因此，在发展中国家偏远地区可再生能源 独立发电成为解决这些地区供电问题的有效手段。 笼型自励异步发电机（SEIG，Self-excited induction generator Cage)具有结 构坚固、价格低廉、转速变化范围大、短路自保护、便于维护等优点，广泛运用于独立运行的 供电系统中。但自励异步发电机独立运行时，需要并联励磁电容以提供建压所需的励磁电 流，异步发电机建压后作为独立电源给负载供电。但由于异步发电机的带载能力较差，机端 电压会随负载或者转速的变化而变动，甚至会发生电压崩溃现象，而且电压和频率调节能 力差，大大限制了自励异步发电机的广泛应用。 为了提高异步发电机的稳定性和带负载能力，需要进行有功功率和无功功率的 补偿，以实现有功稳频和无功稳压。目前常用的补偿方案主要有并联电容、并联静止无 功补偿装置（SVC，Static Var Compensator))、并联静止同步补偿器（STATCOM，Static Synchronous Compensator)等。其中STATC0M能够发出或吸收无功功率，可以实现动态 电压控制、电压闪变控制、暂态稳定，因此并联STATC0M是最有效的方案。但是现有的并联 STATC0M补偿方案只能补偿无功功率，无法补偿有功功率以实现工作频率稳定。
技术实现思路
本专利技术提供一种独立运行的笼型自励异步发电机控制方法及装置，通过蓄电池与 STATC0M相结合的SEIG系统并联补偿装置，不仅可以对系统进行无功补偿，实现发电机系 统电压稳定，同时还可以实现有功功率补偿或吸收，实现发电机系统频率稳定，最终提高电 能的质量，扩展发电机带负载的能力。 为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种独立运行的笼型自励异步发电 机控制装置，包括： 异步发电模块，用于产生电源，向负载稳定供电； 无功补偿模块，在公共耦合点并联STATC0M补偿有功功率和无功功率； 储能模块，包括并联在STATC0M直流电容侧的蓄电池。 进一步地，所述异步发电模块包括：发电单元，励磁单元和负载单元，所述发电单 元由原动机和笼型自励异步发电机组成，所述原动机的输出端连接笼型自励异步发电机； 所述笼型自励异步发电机的输出端连接负载单元，所述笼型自励异步发电机的输出端并联 励磁单元。 进一步地，所述蓄电池采用铅酸蓄电池组。 本专利技术根据上述提供的独立运行的笼型自励异步发电机装置还提供一种独立运 行的笼型自励异步发电机控制方法，具体包括以下步骤： 实时采集系统电压和电流信号； 计算电压幅值、每相电压单位向量及其正交向量； 计算负载有功功率及系统频率实现频率外环控制和电压外环控制； 计算系统每相有功、无功参考电流分量及电流权重； 内环控制产生PWM以控制STATC0M通断，实现系统化稳压稳频。 进一步地，所述实时采集系统电压和电流信号，具体包括：使用霍尔传感器实时采 集异步电机公共耦合点处abc三相瞬时电压t，abc三相电流k if匕以及 abc三相负载电流L 匕值。 进一步地，所述计算电压幅值、每相电压单位向量及其正交向量；具体包括：依据 采集到的每相机端电压计算机端电压幅值"t以及abc三相电压单位矢量《V Ujie和 abc三相电压单位矢量的正交向量*u# U9sc 进一步地，所述计算负载有功功率及系统频率实现频率外环控制和电压外环控 制，具体包括：利用锁相环计算出系统频率/，与参考频率比较后送入频率外环控制器 输出为频率计算的有功功率P。;依据采集到的公共耦合点abc三相瞬时电压化以 及abc三相负载电流L L 计算负载有功功率P，经低通滤波器得到滤波后的有功功率 PmltCT;滤波后的有功功率P 频率计算的有功功率P。比较后经过变换得到部分有功 功率电流权重》V ; 进一步地，所述计算系统每相有功、无功参考电流分量及电流权重，采用反赫布学习算 法结合实时反馈调节，具体包括：电压幅值％与机端参考电压幅值比较后经电压外环控制 器得到部分无功功率电流权重,Cf ;abc三相电压单位矢量Upif Ujr *k、abc三相电压单 位矢量的正交向量aStf 、部分有功功率和无功功率电流数据采用反赫布学习算法 得到总有功参考电流权重％以及总无功参考电流权重》，进而计算出有功电流平均权 重和无功电流平均权重& 进一步地，所述内环控制产生PWM以控制STATC0M通断，实现系统化稳压稳频，具体包 括：将反赫布学习算法计算出的各相电流有功部分和无功部分相加得到每相参考电流，作 为电流内环的参考值与检测值比较后经内环PI控制器输出后与三角波比较并通过滞环得 到PWM信号，以控制STATC0M的导通和关断。 本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的自励异步发电系统并接带蓄电池的 STATC0M装置，将自励异步发电机的带负载能力提高到发电机容量的50%，实现独立异步发 电系统的稳压稳频控制，同时STATC0M控制系统采用反赫比学习算法补偿有功功率和无功 功率，抑制谐波以平衡负载，提高系统控制精度，改善动态响应速度；系统的有功功率和无 功功率电流的估算直接影响STATCOM的补偿效果，扩展异步发电机的带负载能力；采用反 赫布学习算法结合最小二乘法，提高系统的控制参数估算精度与动态响应速度，所需存储 空间小；本专利技术系统基于自然坐标系，无需复杂的坐标变换，计算简单。【附图说明】 图1是本专利技术提出的独立运行笼型异步发电机控制装置结构图； 图2是本专利技术提出的独立运行笼型异步发电机控制装置电路框图； 图3是本专利技术提出的独立运行笼型异步发电机控制方法流程图； 图4是本专利技术提出的独立运行笼型异步发电机控制装置结构示意图； 图5是本专利技术提出的反赫布学习算法的系统整体详细控制结构图。 下表提供了各图及描述所用术语和符号的解释。【主权项】1. 一种独立运行的笼型自励异步发电机控制方法及装置，其特征在于，包括： 异步发电模块，用于产生电源，向负载稳定供电； 无功补偿模块，在公共禪合点并联STATCOM补偿有功功率和无功功率； 储能模块，为并联在STATCOM直流电容侧的蓄电池。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述异步发电模块包括；发电单元，励磁 单元和负载单元，所述发电单元由原动机和笼型自励异步发电机组成，所述原动机的输出 端连接笼型自励异步发电机，所述笼型自励异步发电机的输出端连接负载单元，所述笼型 自励异步发电机的输出端并联励磁单元。3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蓄电池采用铅酸蓄电池组。4. 利用如权利要求1至3所述装置的控制方法，其特征在于，包括W下步骤： 实时采集系统电压和电流信号； 计算电压幅值、每相电压单位向量及其正交向量； 计算负载有功本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种独立运行的笼型自励异步发电机控制方法及装置，其特征在于，包括：异步发电模块，用于产生电源，向负载稳定供电；无功补偿模块，在公共耦合点并联STATCOM补偿有功功率和无功功率；储能模块，为并联在STATCOM直流电容侧的蓄电池。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢子广，宫萍萍，林靖宇，齐鹏辉，李卓，田向渝，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
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