维也纳整流器的控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种维也纳整流器的控制方法和装置，其中，方法包括：在对并网下的维也纳整流器进行电流内环的控制过程中，实时监测电网电压和电网电流；如果所述电网电压和所述电网电流存在相位差，且所述电网电压的相位属于电网电流的过零点区域，则调整所述电流内环中的交轴电流给定值，以使得利用调整后的所述交轴电流给定值控制维也纳整流器，得到电网电流与所述电网电压的相位相同。本发明专利技术提供的方案，能够在并网电压矢量和并网电流矢量有一定的相位差时，在电流切换点附近，避免执行错误的电压矢量，维持系统稳定。

【技术实现步骤摘要】
维也纳整流器的控制方法和装置
本专利技术涉及风电
，尤其涉及一种维也纳整流器的控制方法和装置。
技术介绍
传统的对维也纳整流器的控制，受可控元件少的限制，只能实现和电网电压同相位整流。图1为维也纳整流器并入电网后的电路原理图，图2为本专利技术涉及的矢量坐标系示意图，包括两项旋转坐标系和三项静止坐标系，图3为图1对应的三项静止坐标系下的电网电流ia、ib、ic的周期变化图，如图3所示，当并网电流相位位于图中所示的阴影区域时，由于a相电流ia流入，b相电流ib，c相电流ic为流出，因此a相只能实现图1上端二极管和开关管之间的切换，b相和c相只能实现下端二极管和开关管之间的切换，所以能实现的电压矢量只有图3中斜线包围的范围。当在针对维也纳整流器的控制部分增加如谐波抑制控制策略后，很可能造成并网电压矢量ug和并网电流矢量ig有一定的相位差，且在电流切换点附近，会执行错误的电压矢量，严重时会导致系统失控。但是，当电网电压含有5次，7次等低次谐波时，如果没有针对性的谐波抑制控制策略，维也纳整流器的输入电流也将含有相应频次的谐波，使电网环境更加恶劣。当电网电压中谐波含量超出一定范围时，会使维也纳整流器进入失控状态。
技术实现思路
本专利技术提供了一种维也纳整流器的控制方法和装置，能够在并网电压矢量和并网电流矢量有一定的相位差时，在电流切换点附近，避免执行错误的电压矢量，维持系统稳定。为达到上述目的，本专利技术实施例提供了一种维也纳整流器的控制方法，包括：在对并网下的维也纳整流器进行电流内环的控制过程中，实时监测电网电压和电网电流；如果所述电网电压和所述电网电流存在相位差，且所述电网电压的相位属于电网电流的过零点区域，则调整所述电流内环中的交轴电流给定值，以使得利用调整后的所述交轴电流给定值控制维也纳整流器，得到所述电网电流与所述电网电压的相位相同。本专利技术实施例还提供了一种维也纳整流器的控制装置，包括：数据监测模块，用于在对并网下的维也纳整流器进行电流内环的控制过程中，实时监测电网电压和电网电流；第一数据调整模块，用于如果所述电网电压和所述电网电流存在相位差，且所述电网电压的相位属于电网电流的过零点区域，则调整所述电流内环中的交轴电流给定值，以使得利用调整后的所述交轴电流给定值控制维也纳整流器，得到所述电网电流与所述电网电压的相位相同。本专利技术提供的维也纳整流器的控制方法和装置，在对并网下的维也纳整流器进行电流内环的控制过程中，实时监测电网电压和电网电流；如果电网电压和电网电流存在相位差，且电网电压的相位属于电网电流的过零点区域，则调整电流内环中的交轴电流给定值，以使得利用调整后的交轴电流给定值控制维也纳整流器，得到电网电流与电网电压的相位相同。从而能够在并网电压矢量和并网电流矢量有一定的相位差时，如该相位差的产生可能是维也纳整流器进入了谐波抑制控制阶段的情况下，可在电流切换点附近，避免执行错误的电压矢量，维持系统稳定。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为维也纳整流器并入电网后的电路原理图；图2为本专利技术涉及的坐标系示意图；图3为三项电网中各项电流的周期变化图；图4为本专利技术提供的维也纳整流器的矢量控制原理图一；图5为本专利技术提供的维也纳整流器的矢量控制原理图二；图6为本专利技术实施例提供的维也纳整流器的控制方法流程图一；图7为本专利技术实施例提供的维也纳整流器的控制方法流程图二；图8为本专利技术实施例提供的PLL锁相环传递函数算法原理图；图9为本专利技术实施例的维也纳整流器的控制装置的结构示意图一；图10为本专利技术实施例的维也纳整流器的控制装置的结构示意图二。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术提供的维也纳整流器的控制方法，其核心在于通过调整电流内环中的交轴电流给定值，以使得在电网电压和电网电流存在相位差，且电网电压的相位属于电网电流的过零点区域时，利用调整后的交轴电流给定值控制维也纳整流器后得到的电网电流与电网电压的相位相同，从而在电流切换点附近，避免执行错误的电压矢量，维持系统稳定。首先，针对维也纳整流器的矢量控制过程进行简单说明。如图4所示，为维也纳整流器的矢量控制原理图，包括维也纳整流器主电路和维也纳整流器的控制部分，其中关于维也纳整流器的控制部分又分为外圈的电压环控制和内圈的电流内环控制。电压环控制主要通过整流器的直流母线电压udc、给定直流电压udc*通过比例积分PI调节得到电流内环中的给定直轴电流igd*，以及通过Q轴电流策略(根据控制目标需求设定)得到电流内环中的给定交轴电流igq*；电流内环控制(图4中下方虚线框内部分)主要是将实际直轴电流值igd和实际交轴电流值igq依据给定直轴电流igd*和给定交轴电流igq*并通过比例谐振PR进行调节，得到用于控制维也纳整流器的控制电压信号，该控制电压信号通过空间矢量脉宽调制SVPWM调整为直接控制维也纳整流器的6路PWM波。其中，图4中的uabc为三项电压值、iabc为三项电流值，三项电压值uabc经锁相环PLL处理后得到电压矢量角度θg，同时还可得到电压矢量的直轴分量ugd和交轴分量ugq(如图5所示)0。dp/ABC为两项旋转坐标到三项静止坐标的转换、ABC/dp为三项静止坐标的转换到两项旋转坐标。本方案中基于自定义的交轴电流策略对电流内环控制部分的交轴电流给定值进行调整，即如图5所示，基于维也纳整流器的实际直轴电压值ugd和实际交轴电压值ugq通过预置调整策略，设定给定交轴电流igq*，从而使调整后的电网电流矢量角度在过零点区域时跟随电网电流矢量角度，即二者相位差为0，从而避免向维也纳整流器执行错误的电压矢量，维持系统稳定。下面通过多个实施例来说明本申请的技术方案。实施例一图6为本专利技术实施例的维也纳整流器的控制方法流程图一。该方法的执行主体可以为设置在风电机组中的控制器，如图6所示，该方法包括：S610，在对并网下的维也纳整流器进行电流内环的控制过程中，实时监测电网电压和电网电流；如果5所示，采集三项电网电压ua、ub、uc(简写“uabc”)以及三项电网电流ia、ib、ic(简写“iabc”)，将三项电网电压ua、ub、uc通过PLL锁相环处理得出两项旋转坐标系下的直轴电压ugd和交轴电压ugq，以及旋转坐标的旋转角度θg；将三项电网电流ia、ib、ic通过三项静止坐标系到两项旋转坐标系变换，得到两项旋转坐标系的直轴电流igd和交轴电流igq，并作为电流内环的反馈量。电流内环采用比例谐振控制器PR。给定直轴电流igd*来自电压外环，电压外环采用比例积分控制器PI；给定交轴电流igq*来自Q轴电流策略。S620，如果电网电压和电网电流存在相位差，且电网电压的相位属于电网电流的过零点区域，则调整电流内环中的交轴电流给定值，以使得利用调整后的交轴电流给定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种维也纳整流器的控制方法，其特征在于，包括：在对并网下的维也纳整流器进行电流内环的控制过程中，实时监测电网电压和电网电流；如果所述电网电压和所述电网电流存在相位差，且所述电网电压的相位属于电网电流的过零点区域，则调整所述电流内环中的交轴电流给定值，以使得利用调整后的所述交轴电流给定值控制维也纳整流器，得到所述电网电流与所述电网电压的相位相同。

【技术特征摘要】
1.一种维也纳整流器的控制方法，其特征在于，包括：在对并网下的维也纳整流器进行电流内环的控制过程中，实时监测电网电压和电网电流；如果所述电网电压和所述电网电流存在相位差，且所述电网电压的相位属于电网电流的过零点区域，则调整所述电流内环中的交轴电流给定值，以使得利用调整后的所述交轴电流给定值控制维也纳整流器，得到所述电网电流与所述电网电压的相位相同。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电网电流的过零点区域包括：所述电网电压矢量角度以π/3的整数倍角度为中心的第一区间，所述第一区间的宽度小于π/3。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电网电流的过零点区域包括：{k*π/3-10*50Hz/fc，k*π/3+10*50Hz/fc}其中，k为正整数，fc为电流内环剪切频率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述如果所述电网电压和所述电网电流存在相位差，且所述电网电压的相位属于电网电流的过零点区域，则调整所述电流内环中的交轴电流给定值包括：将所述交轴电流给定值调整为其中，为电流内环的直轴电流给定值，ugq、ugd依次为并网下的维也纳整流器的交轴电压实际值和直轴电压实际值。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：如果所述电网电压的相位不属于电网电流的过零点区域，则调整所述电流内环中的交轴电流给定值为0。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电流内环中的谐振控制器采用的复频域传递函数为：其中，Kp、Ki为谐振控制器的比例积控制参数，Kr为谐振控制器的阻尼系数，f0为谐振控...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜鑫，王川，商二松，
申请(专利权)人：北京天诚同创电气有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11