一种不平衡电网中异步化调相机的比例积分谐振控制方法技术

一种不平衡电网中异步化调相机的比例积分谐振控制方法，属于异步化调相机交流励磁控制领域，本发明专利技术用以解决现有技术中的异步化调相机控制方法复杂的问题，本发明专利技术包括异步化调相机的的有功功率和无功功率分别与有功功率给定值和无功功率给定值作差，经比例积分谐振控制得到异步化调相机的转子励磁电流dq轴分量参考值；转子电流的dq轴分量参考值分别与转子电流的dq轴分量作差后经比例积分谐振控制得到励磁电压的dq轴参考值；本发明专利技术可以有效的抑制由电网电压不平衡而使异步化调相机产生的二倍频功率脉动。的二倍频功率脉动。的二倍频功率脉动。

【技术实现步骤摘要】
一种不平衡电网中异步化调相机的比例积分谐振控制方法


[0001]本专利技术涉及一种异步化调相机的交流励磁控制方法，具体设计一种不平衡电网中异步化调相机的比例积分谐振控制方法。

技术介绍

[0002]异步化调相机在运行时轴上不带机械负载，主要作用为向系统提供无功输出，作为一种无功补偿设备，其无功输出能力和速度具有突出的优势，目前国内外的多个机构研制出小型的分布式调相机为新能源系统增大同步惯量，但其为系统提供频率支撑主要原理是转速和系统频率之间固有的耦合关系，所能提供的惯量有限，不能主动控制其惯量释放的大小。
[0003]异步化调相机的工作场合为新能源电网，为新能源电网提供惯量支撑与无功补偿，电力系统中发生频率最高的故障为单相接地短路故障，在电网发生如此类不平衡故障时会产生负序电流，在异步化调相机的变频器中由坐标变换产生二倍频分量，而传统的PI控制只能对帕克变换后的直流分量进行控制，因此控制器中的二倍频功率分量会使调相机产生二倍的功率脉动，使调相机发热，电能质量变差，影响系统稳定性，因此需要一种控制方法抑制调相机控制系统的二倍频分量，削弱其二倍频功率脉动。

技术实现思路

[0004]为了克服上述技术问题，本专利技术提供了一种不平衡电网中异步化调相机的比例积分谐振控制方法，具有克服现有异步化调相机励磁控制不能抑制励磁控制器中的二倍频功率脉动的效果。
[0005]本专利技术提供了一种不平衡电网中异步化调相机的比例积分谐振控制方法，包括如下步骤：
[0006]S1、根据调相机机端电压U<br/>sabc
和定子电流I
sabc
计算所述异步化调相机的有功功率P
s
和无功功率Q
s
，所述异步化调相机的的有功功率P
s
和无功功率Q
s
分别与有功功率给定值P
ref
和无功功率给定值Q
ref
作差，经比例积分谐振控制得到异步化调相机的转子励磁电流dq轴分量参考值i
rdref
、i
rqref
；
[0007]S2、所述到异步化调相机的转子电流I
rabc
的dq轴分量参考值i
rdref
、i
rqref
分别与转子电流的dq轴分量i
rd
、i
rq
作差后经比例积分谐振控制得到励磁电压的dq轴参考值u
rdref
、u
rqref
；
[0008]S3、励磁电压的dq轴参考值u
rdref
、u
rqref
经过坐标变换和SPWM调制后将该励磁电压施加给转子励磁绕组，实现抑制二倍频功率脉动。
[0009]优选的，所述转子电流I
rabc
的dq轴分量i
rd
、i
rq
的获取方法包括：
[0010]根据异步化调相机机端电压U
sabc
得到异步化调相机的定子电场旋转位置角θ1和转子角速度ω
r
，对所述转子角速度ω
r
积分得到转子位置角θ
r
得到位置角θ1‑
θ
r
；
[0011]所述转子电流I
rabc
与所述位置角θ1‑
θ
r
经帕克变换得到dq轴分量i
rd
、i
rq
。
[0012]优选的，所述的比例积分谐振环节的连续域传递函数为：
[0013][0014]优选的，所述的励磁电压dq轴参考值通过如下方法获得：
[0015][0016][0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0018]本专利技术采用比例积分谐振控制方法对异步化调相机进行控制，在控制过程中通过更改谐振频率可有效的抑制由电网电压不平衡而使异步化调相机产生的二倍频功率脉动；本专利技术的控制环节中不存在传统的正负序分离环节，避免了正负序分离带来异步化调相机控制延时和动态响应变差等后果，提高了系统的动态性能；本专利技术在现有技术中的比例积分环节基础上增加谐振控制过程，控制过程简单，易实现，适用范围广，可以有效的抑制二倍频功率脉动。
附图说明
[0019]图1是本专利技术一具体实施例的的异步化调相机比例积分谐振控制的整体原理示意图；
[0020]图2是本专利技术一具体实施例的异步化调相机在电网电压不平衡时采用比例积分谐振控制与传统控制方法对比仿真波形图；
具体实施方式
[0021]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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]为使本专利技术技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术作详细说明。
[0023]本实施例的一种不平衡电网中异步化调相机的比例积分谐振控制方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0024]S1、根据调相机机端电压U
sabc
和定子电流I
sabc
计算所述异步化调相机的有功功率P
s
和无功功率Q
s
，所述异步化调相机的的有功功率P
s
和无功功率Q
s
分别与有功功率给定值P
ref
和无功功率给定值Q
ref
作差，经比例积分谐振控制得到异步化调相机的转子励磁电流dq轴分量参考值i
rdref
、i
rqref
；
[0025]S2、所述到异步化调相机的转子电流I
rabc
的dq轴分量参考值i
rdref
、i
rqref
分别与转子电流的dq轴分量i
rd
、i
rq
作差后经比例积分谐振控制得到励磁电压的dq轴参考值u
rdref
、u
rqref
；
[0026]如图1所示，本实施例中的转子电流I
rabc
的dq轴分量i
rd
、i
rq
的获取方法包括如下步骤：
[0027]根据异步化调相机机端电压U
sabc
得到异步化调相机的定子电场旋转位置角θ1和转子角速度ω
r
，对所述转子角速度ω
r
积分得到转子位置角θ
r
得到位置角θ1‑
θ
r
；
[0028]所述转子电流I
rabc
与所述位置角θ1‑
θ
r
经帕克变换得到dq轴分量i
rd
、i
rq...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不平衡电网中异步化调相机的比例积分谐振控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据调相机机端电压U
sabc
和定子电流I
sabc
计算所述异步化调相机的有功功率P
s
和无功功率Q
s
，所述异步化调相机的的有功功率P
s
和无功功率Q
s
分别与有功功率给定值P
ref
和无功功率给定值Q
ref
作差，经比例积分谐振控制得到异步化调相机的转子励磁电流dq轴分量参考值i
rdref
、i
rqref
；S2、所述到异步化调相机的转子电流I
rabc
的dq轴分量参考值i
rdref
、i
rqref
分别与转子电流的dq轴分量i
rd
、i
rq
作差后经比例积分谐振控制得到励磁电压的dq轴参考值u
rdref
、u
rqref
；S3、励磁电压的dq轴参考值u
rdref
、u
rqr...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志鹏，蔡南，朱学成，徐明宇，陈晓光，郝文波，荣爽，刘进，刘延龙，张睿，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：