一种可变频率变压器的故障穿越控制方法技术

本发明专利技术涉及一种可变频率变压器的故障穿越控制方法，通过控制串联三相变换器的输出电压，达到以下效果：(1)抑制由定子侧电网谐波电压引起的定子谐波电压和定子谐波电流，从而消除六倍转子旋转电角速度、六倍定子同步角速度、十二倍定子同步角速度和六倍定子同步角速度加六倍转子同步角速度的转矩和功率波动；(2)抑制由转子侧电网谐波电压引起的定子谐波电流，进而大幅降低六倍转子同步角速度的转矩和功率波动。本发明专利技术在没有新增任何设备的情况下使可变频率变压器具备在双边谐波电网电压下运行的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种可变频率变压器的故障穿越控制方法
本专利技术涉及电网异步互联
，更具体地，涉及一种可变频率变压器的故障穿越控制方法。
技术介绍
本申请涉及电网异步互联
，特别涉及一种双边谐波电网电压下可变频率变压器的转矩和功率波动抑制方法。随着电力系统中的非线性负载的大量使用，电压谐波畸变现象(以五次谐波和七次谐波为主)发生在输电线中的可能性逐渐增大。可变频率变压器的定子绕组和转子绕组分别连接两组输电线，因而可变频率变压器的两侧电网电压会发生谐波畸变。当可变频率变压器的两侧电网电压发生谐波畸变时，流过可变频率变压器的电流将会谐波畸变，谐波畸变的电压和电流之间相互作用，会导致可变频率变压器的电磁转矩、有功功率和无功功率产生六倍转子旋转电角速度、六倍定子同步角速度、六倍转子同步角速度、十二倍定子同步角速度和六倍定子同步角速度加六倍转子同步角速度的波动。电磁转矩的波动会降低机械系统的寿命，有功功率和无功功率的波动会降低电力系统的电能质量。为实现可变频率变压器的故障穿越控制，现有一种可变频率变压器的故障穿越电路，请参考图1。图1为现有技术的一种可变频率变压器故障穿越电路的结构示意图现有技术中，只涉及如何实现双边不平衡电网电压下可变频率变压器的故障穿越控制，并没有考虑谐波畸变的电网电压中谐波分量导致的电磁转矩、有功功率和无功功率波动，因此无法实现双边谐波电网电压下可变频率变压器的故障穿越控制。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的无法实现双边谐波电网电压下可变频率变压器的故障穿越控制的缺陷，提供一种可变频率变压器的故障穿越控制方法。所述方法包括以下步骤：S1：采集定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc、转子侧电网电压urgabc、定子电流isabc、转子旋转电相角θrm；S2：对定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc、转子侧电网电压urgabc、定子电流isabc、转子旋转电相角θrm进行处理，得到定子侧电网正序电压直流分量定子正序电压直流分量定子五次谐波电压直流分量定子七次谐波电压直流分量定子正序电流直流分量定子五次谐波电流直流分量和定子七次谐波电流直流分量S3：将定子侧电网正序电压直流分量定子正序电压直流分量定子五次谐波电压直流分量定子七次谐波电压直流分量定子正序电流直流分量定子五次谐波电流直流分量和定子七次谐波电流直流分量进行处理，得到串联三相变换器正序电压参考值直流分量串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量S4：将串联三相变换器正序电压参考值直流分量串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量进行处理，得到两相静止坐标系下串联三相变换器电压参考值S5：将串联三相变换器电压参考值经过空间矢量调制，得到串联三相变换器开关的控制信号S1、S2、S3。优选地，S2包括：将定子侧电网电压usgabc和转子侧电网电压urgabc分别经过锁相环处理，得到定子侧电网电压相角θsg和转子侧电网电压相角θrg；将负五倍转子侧电网电压相角-5θrg和正七倍转子侧电网电压相角7θrg分别与转子旋转电相角θrm相加，得到相角-5θrg+θrm和相角7θrg+θrm；将定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc和定子电流isabc分别经过三相静止到两相静止坐标变换处理，得到两相静止坐标系下定子侧电网电压矢量usgαβ、定子电压矢量usαβ和定子电流矢量isαβ；将两相静止坐标系下定子侧电网电压矢量usgαβ、定子电压矢量usαβ和定子电流矢量isαβ进行处理，得到定子侧电网正序电压直流分量定子正序电压直流分量定子五次谐波电压直流分量定子七次谐波电压直流分量定子正序电流直流分量定子五次谐波电流直流分量和定子七次谐波电流直流分量优选地，对定子侧电网电压矢量usgαβ的处理为：将定子侧电网电压矢量usgαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，得到在定子正序同步旋转坐标系下定子侧电网正序电压直流分量优选地，对定子电压矢量usαβ的处理为：将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，并经过频率为6ωs的陷波器，得到在定子正序同步旋转坐标系下定子正序电压直流分量将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，并分别经过频率为6ωs的陷波器和频率为12ωs的陷波器，得到在定子五次谐波同步旋转坐标系下定子五次谐波电压直流分量将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，并分别经过频率为6ωs的陷波器和频率为12ωs的陷波器，得到在定子七次谐波同步旋转坐标系下定子七次谐波电压直流分量优选地，对定子电流矢量isαβ的处理为：将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，得到在定子正序同步旋转坐标系下定子正序电流直流分量将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，并分别经过频率为6ωr的陷波器和频率为12ωr的陷波器，得到在转子五次谐波同步旋转坐标系下定子五次谐波电流直流分量将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，并分别经过频率为6ωr的陷波器和频率为12ωr的陷波器，得到在转子七次谐波同步旋转坐标系下定子七次谐波电流直流分量优选地，S3中对定子侧电网正序电压直流分量定子正序电压直流分量定子五次谐波电压直流分量定子七次谐波电压直流分量定子正序电流直流分量定子五次谐波电流直流分量和定子七次谐波电流直流分量进行处理，所采取的处理方式为按照预设电压控制方程进行处理。优选地，预设电压控制方程如下：其中，Kp1和Ki1分别是定子无功电流控制器的比例系数和积分系数；Kp2和Ki2分别是定子q轴正序电压控制器的比例系数和积分系数；Kp3和Ki3分别是定子d轴五次谐波电压控制器的比例系数和积分系数；Kp4和Ki4分别是定子q轴五次谐波电压控制器的比例系数和积分系数；Kp5和Ki5分别是定子d轴七次谐波电压控制器的比例系数和积分系数；Kp6和Ki6分别是定子q轴七次谐波电压控制器的比例系数和积分系数；Kp7和Ki7分别是定子d轴五次谐波电流控制器的比例系数和积分系数；Kp8和Ki8分别是定子q轴五次谐波电流控制器的比例系数和积分系数；Kp9和Ki9分别是定子d轴七次谐波电流控制器的比例系数和积分系数；Kp10和Ki10分别是定子q轴七次谐波电流控制器的比例系数和积分系数；s表示拉普拉斯算子，表示的d轴分量，表示的q轴分量，表示的d轴分量，表示的q轴分量，表示的d轴分量，表示的q轴分量，表示的d轴分量，表示的q轴分量，表示的d轴分量，表示的q轴分量；表示的d轴分量，表示的q轴分量，表示的d轴分量，表示的q轴分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变频率变压器的故障穿越控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1：采集定子侧电网电压u

【技术特征摘要】
1.一种可变频率变压器的故障穿越控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：采集定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc、转子侧电网电压urgabc、定子电流isabc、转子旋转电相角θrm；
S2：对定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc、转子侧电网电压urgabc、定子电流isabc、转子旋转电相角θrm进行处理，得到定子侧电网正序电压直流分量定子正序电压直流分量定子五次谐波电压直流分量定子七次谐波电压直流分量定子正序电流直流分量定子五次谐波电流直流分量和定子七次谐波电流直流分量
S3：将定子侧电网正序电压直流分量定子正序电压直流分量定子五次谐波电压直流分量定子七次谐波电压直流分量定子正序电流直流分量定子五次谐波电流直流分量和定子七次谐波电流直流分量进行处理，得到串联三相变换器正序电压参考值直流分量串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
S4：将串联三相变换器正序电压参考值直流分量串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量进行处理，得到两相静止坐标系下串联三相变换器电压参考值
S5：将串联三相变换器电压参考值进行处理，得到串联三相变换器开关的控制信号S1、S2、S3。


2.根据权利要求1所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法，其特征在于，S2包括：
将定子侧电网电压usgabc和转子侧电网电压urgabc分别经过锁相环处理，得到定子侧电网电压相角θsg和转子侧电网电压相角θrg；
将负五倍转子侧电网电压相角-5θrg和正七倍转子侧电网电压相角7θrg分别与转子旋转电相角θrm相加，得到相角-5θrg+θrm和相角7θrg+θrm；
将定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc和定子电流isabc分别经过三相静止到两相静止坐标变换处理，得到两相静止坐标系下定子侧电网电压矢量usgαβ、定子电压矢量usαβ和定子电流矢量isαβ；
将两相静止坐标系下定子侧电网电压矢量usgαβ、定子电压矢量usαβ和定子电流矢量isαβ进行处理，得到定子侧电网正序电压直流分量定子正序电压直流分量定子五次谐波电压直流分量定子七次谐波电压直流分量定子正序电流直流分量定子五次谐波电流直流分量和定子七次谐波电流直流分量


3.根据权利要求2所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法，其特征在于，对定子侧电网电压矢量usgαβ的处理为：
将定子侧电网电压矢量usgαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，得到在定子正序同步旋转坐标系下定子侧电网正序电压直流分量


4.根据权利要求3所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法，其特征在于，对定子电压矢量usαβ的处理为：
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，并经过频率为6ωs的陷波器，得到在定子正序同步旋转坐标系下定子正序电压直流分量
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，并分别经过频率为6ωs的陷波器和频率为12ωs的陷波器，得到在定子五次谐波同步旋转坐标系下定子五次谐波电压直流分量
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，并分别经过频率为6ωs的陷波器和频率为12ωs的陷波器，得到在定子七次谐波同步旋转坐标系下定子七次谐波电压直流分量


5.根据权利要求4所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法，其特征在于，对定子电流矢量isαβ的处理为：

【专利技术属性】
技术研发人员：卢嘉豪，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44