控制变流器的机侧端电压的方法及相应控制器技术

提供了一种控制变流器的机侧端电压的方法及相应控制器。所述方法包括：基于变流器的直流母线当前的电压值，确定机侧端电压的目标值上限，其中，机侧端电压为输出端连接到变流器的发电机的端电压；确定当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值，并将确定的机侧端电压的目标值作为机侧端电压的最优目标值，其中，机侧电流为所述发电机的输出电流；基于确定的机侧端电压的目标值上限和机侧端电压的最优目标值，设置机侧端电压的目标值。根据所述方法及相应控制器，能够提高变流器的直流电压的利用率，提高发电机及电气的传动链效率，避免过调制问题。避免过调制问题。避免过调制问题。

【技术实现步骤摘要】
控制变流器的机侧端电压的方法及相应控制器


[0001]本专利技术总体说来涉及变流器
，更具体地讲，涉及一种控制变流器的机侧端电压的方法及相应控制器。

技术介绍

[0002]永磁直驱风电变流器对发电机端电压的控制方式如图1所示，在图1中，Us_ref为弱磁电压控制目标值，其普遍采用恒定值；Us_meas_flt为弱磁电压反馈值(一般为基于实际运行情况得到的估计值)；Iq_Ref为对弱磁电压跟踪偏差进行PI调节得出的无功电流参考值；Iqref_Max和Iqref_Min为PI调节器的输出限幅值。将Iq_Ref作为电流内环的参考输入，变流器跟踪无功电流参考值输出无功电流，无功电流作用于发电机以对发电机的弱磁电压进行弱磁调节。
[0003]在现有技术中，由于弱磁电压控制目标值恒定不变，会导致在一些工况下存在直流电压利用率低的问题，在一些工况下存在过调制的问题，在一些工况下存在电气传动链效率低的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的示例性实施例在于提供一种控制变流器的机侧端电压的方法及相应控制器，能够解决现有技术存在的直流电压利用率低、过调制等问题。
[0005]根据本专利技术的示例性实施例，提供一种控制变流器的机侧端电压的方法，所述方法包括：基于变流器的直流母线当前的电压值，确定机侧端电压的目标值上限，其中，机侧端电压为输出端连接到变流器的发电机的端电压；确定当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值，并将确定的机侧端电压的目标值作为机侧端电压的最优目标值，其中，机侧电流为所述发电机的输出电流；基于确定的机侧端电压的目标值上限和机侧端电压的最优目标值，设置机侧端电压的目标值。
[0006]可选地，基于确定的机侧端电压的目标值上限和机侧端电压的最优目标值来设置机侧端电压的目标值的步骤包括：当确定的机侧端电压的最优目标值超过确定的机侧端电压的目标值上限时，将机侧端电压的目标值设置为确定的机侧端电压的目标值上限；当确定的机侧端电压的最优目标值未超过确定的机侧端电压的目标值上限时，将机侧端电压的目标值设置为确定的机侧端电压的最优目标值。
[0007]可选地，确定当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值的步骤包括：确定当前的机侧端电压是否属于预设的最优搜索区间；当确定属于所述最优搜索区间时，将机侧端电压的目标值依次设置为所述最优搜索区间内的不同值，以在所述最优搜索区间内搜索当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值，其中，当机侧端电压属于所述最优搜索空间时，机侧端电压处于可控状态。
[0008]可选地，基于变流器的直流母线当前的电压值来确定机侧端电压的目标值上限的步骤包括：在基于变流器的直流母线当前的电压值的基础上，还基于以下各项之中的至少
一项来确定机侧端电压的目标值上限：直流母线的电压最大可利用率、变流器的机侧整流单元中的IGBT模块的死区时间对应的电压损失、以及变流器的机侧整流单元中的IGBT模块的通态压降。
[0009]可选地，将机侧端电压的目标值依次设置为所述最优搜索区间内的不同值，以在所述最优搜索区间内搜索当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值的步骤包括：步骤(a)，将机侧端电压的目标值设置为相应的初始值，并待机侧端电压稳定后获取机侧电流值I0和发电机的转矩给定值T0；步骤(b)，将机侧端电压的目标值设置为所述初始值和
△
U之和，并待机侧端电压稳定且转矩给定值为T0时，判断机侧电流值I1是否小于I0，其中，当I1大于I0时，执行步骤(c)；当I1小于I0时，执行步骤(e)；步骤(c)，将机侧端电压的目标值设置为所述初始值与
△
U之差，并待机侧端电压稳定且转矩给定值为T0时，判断机侧电流值I2是否小于I0，其中，当I2大于I0时，将所述初始值确定为当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值；当I2小于I0时，执行步骤(d)；步骤(d)，进入下一次设置：将上一次设置的机侧端电压的目标值减小
△
U后作为本次设置的机侧端电压的目标值，并待机侧端电压稳定且转矩给定值为T0时，判断本次的机侧电流值是否小于上一次的机侧电流值，其中，当本次的机侧电流值大于上一次的机侧电流值时，将上一次设置的机侧端电压的目标值确定为当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值；当本次的机侧电流值小于上一次的机侧电流值时，返回重复执行步骤(d)；步骤(e)，进入下一次设置：将上一次设置的机侧端电压的目标值增大
△
U后作为本次设置的机侧端电压的目标值，并待机侧端电压稳定且转矩给定值为T0时，判断本次的机侧电流值是否小于上一次的机侧电流值，其中，当本次的机侧电流值大于上一次的机侧电流值时，将上一次设置的机侧端电压的目标值确定为当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值；当本次的机侧电流值小于上一次的机侧电流值时，返回重复执行步骤(e)，其中，
△
U大于0。
[0010]可选地，确定当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值的步骤包括：从预先建立的针对所述发电机的机侧端电压数据表中，查找与当前的机侧电流值或发电机的输出功率值对应的机侧端电压的目标值，作为当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值，其中，所述机侧端电压数据表包括在机侧电流值分别为不同值的情况下，能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值，或者，包括在发电机的输出功率值分别为不同值的情况下，能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值。
[0011]根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种变流器的控制器，所述控制器包括：目标值上限确定单元，基于变流器的直流母线当前的电压值，确定机侧端电压的目标值上限，其中，机侧端电压为输出端连接到变流器的发电机的端电压；最优目标值确定单元，确定当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值，并将确定的机侧端电压的目标值作为机侧端电压的最优目标值，其中，机侧电流为所述发电机的输出电流；目标值设置单元，基于确定的机侧端电压的目标值上限和机侧端电压的最优目标值，设置机侧端电压的目标值。
[0012]可选地，目标值设置单元当确定的机侧端电压的最优目标值超过确定的机侧端电压的目标值上限时，将机侧端电压的目标值设置为确定的机侧端电压的目标值上限；当确定的机侧端电压的最优目标值未超过确定的机侧端电压的目标值上限时，将机侧端电压的目标值设置为确定的机侧端电压的最优目标值。
[0013]可选地，最优目标值确定单元确定当前的机侧端电压是否属于预设的最优搜索区
间；当确定属于所述最优搜索区间时，将机侧端电压的目标值依次设置为所述最优搜索区间内的不同值，以在所述最优搜索区间内搜索当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值，其中，当机侧端电压属于所述最优搜索空间时，机侧端电压处于可控状态。
[0014]可选地，目标值上限确定单元在基于变流器的直流母线当前的电压值的基础上，还基于以下各项之中的至少一项来确定机侧端电压的目标值上限：直流母线的电压最大可利用率、变流器的机侧整流单元中的IGBT模块的死区时间对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制变流器的机侧端电压的方法，其特征在于，所述方法包括：基于变流器的直流母线当前的电压值，确定机侧端电压的目标值上限，其中，机侧端电压为输出端连接到变流器的发电机的端电压；确定当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值，并将确定的机侧端电压的目标值作为机侧端电压的最优目标值，其中，机侧电流为所述发电机的输出电流；基于确定的机侧端电压的目标值上限和机侧端电压的最优目标值，设置机侧端电压的目标值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于确定的机侧端电压的目标值上限和机侧端电压的最优目标值来设置机侧端电压的目标值的步骤包括：当确定的机侧端电压的最优目标值超过确定的机侧端电压的目标值上限时，将机侧端电压的目标值设置为确定的机侧端电压的目标值上限；当确定的机侧端电压的最优目标值未超过确定的机侧端电压的目标值上限时，将机侧端电压的目标值设置为确定的机侧端电压的最优目标值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值的步骤包括：确定当前的机侧端电压是否属于预设的最优搜索区间；当确定属于所述最优搜索区间时，将机侧端电压的目标值依次设置为所述最优搜索区间内的不同值，以在所述最优搜索区间内搜索当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值，其中，当机侧端电压属于所述最优搜索空间时，机侧端电压处于可控状态。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于变流器的直流母线当前的电压值来确定机侧端电压的目标值上限的步骤包括：在基于变流器的直流母线当前的电压值的基础上，还基于以下各项之中的至少一项来确定机侧端电压的目标值上限：直流母线的电压最大可利用率、变流器的机侧整流单元中的IGBT模块的死区时间对应的电压损失、以及变流器的机侧整流单元中的IGBT模块的通态压降。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将机侧端电压的目标值依次设置为所述最优搜索区间内的不同值，以在所述最优搜索区间内搜索当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值的步骤包括：步骤(a)，将机侧端电压的目标值设置为相应的初始值，并待机侧端电压稳定后获取机侧电流值I0和发电机的转矩给定值T0；步骤(b)，将机侧端电压的目标值设置为所述初始值和
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U之和，并待机侧端电压稳定且转矩给定值为T0时，判断机侧电流值I1是否小于I0，其中，当I1大于I0时，执行步骤(c)；当I1小于I0时，执行步骤(e)；步骤(c)，将机侧端电压的目标值设置为所述初始值与
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U之差，并待机侧端电压稳定且转矩给定值为T0时，判断机侧电流值I2是否小于I0，其中，当I2大于I0时，将所述初始值确定为当前能够使得机侧电流最小的机侧端电压的目标值；当I2小于I0时，执行步骤(d)；步骤(d)，进入下一次设置：将上一次设置的机侧端电压的目标值减小
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U后作为本次设置的机侧端电压的目标值，并待机侧端电压稳定且转矩给定值为T0时，判断本次的机侧
电流值是否小于上一次的机侧电流值，其中，当本次的机侧电流值大于上一次的机侧电流值时，将上一次设置的机侧端电压的目标值确定为当前...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金鹏，郭锐，吕梁年，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：