專利名稱：抑制風(fēng)電并網(wǎng)用全功率變流器諧波電流控制方法及控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電流控制方法及控制器，尤其是ー種抑制風(fēng)電并網(wǎng)用全功率變流器諧波電流控制方法及控制器。
背景技術(shù)：
在采用全功率變流器并網(wǎng)的風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)變流器網(wǎng)側(cè)進線電抗器電感量一般較小，其開關(guān)頻率低，電網(wǎng)諧波電壓和逆變器電力電子開關(guān)器件的死區(qū)和管壓降等非線性特性將使得并網(wǎng)變流器產(chǎn)生較大程度的低次(5、7、11、13次)諧波電流，其中尤以5次、7次諧波電流成分較重。這將導(dǎo)致風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)電流波形畸變，正弦性變差，嚴重影響風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)輸出電能質(zhì)量，降低系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性。
目前，針對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)諧波電流抑制已有ー些解決方法，其中之一，主要針對風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)中發(fā)電機側(cè)變流器正負序電流分量和各低次諧波電流分量，采用ー種傳統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器加上多頻率諧振(PI-MFR)調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，對電網(wǎng)電壓不平衡下發(fā)電機正負序電流以及各低次諧波電流實現(xiàn)準(zhǔn)確控制。但是該技術(shù)沒有對網(wǎng)側(cè)變流器的諧波電流抑制措施。另外針對變速恒頻雙饋風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)電網(wǎng)電流的諧波抑制，通過提取電網(wǎng)電流中的交流諧波電流分量并以相反角方向反變換為相應(yīng)的諧波控制量，作為網(wǎng)側(cè)逆變器的諧波電流參考值，并通過網(wǎng)側(cè)逆變器控制輸出相應(yīng)的諧波補償量，達到抑制諧波電流的目的。但是該技術(shù)未考慮諧波電流環(huán)的交叉耦合影響作用以及不同頻率諧波之間的相互干擾作用，這將不利于對并網(wǎng)諧波電流實現(xiàn)精確控制以及保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。目前采用比例諧振控制器抑制并網(wǎng)諧波電流，由于比例諧振控制器算法較復(fù)雜，不利于工程實現(xiàn)，并且其很難消除不同頻率諧波電流之間的相互干擾。另ー方面，由于網(wǎng)側(cè)進線電抗器的電阻一般很小，網(wǎng)側(cè)低次諧波電抗的影響將在并網(wǎng)諧波電流抑制中占主導(dǎo)作用。而現(xiàn)有技術(shù)所提的控制方案均尚未考慮低次諧波電抗對諧波電流環(huán)的交叉耦合影響，這將不利于對并網(wǎng)諧波電流實現(xiàn)精確控制以及保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種有效抑制風(fēng)電并網(wǎng)用全功率變流器電網(wǎng)側(cè)變換器的低次諧波電流，提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)電能質(zhì)量，有利于提高風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性的抑制風(fēng)電并網(wǎng)用全功率變流器諧波電流控制方法，及其控制器。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供ー種抑制風(fēng)電并網(wǎng)用全功率變流器諧波電流控制方法，其特征在于，包括以下步驟(I)采集并網(wǎng)變流器的三相電流iga，igb，igc (2)采集電網(wǎng)三相電壓uga，ugb，ugc ;(3)三相電網(wǎng)電壓信號uga，ugb，ug。經(jīng)靜止三相abc坐標(biāo)系變換到靜止兩相α β坐標(biāo)軸坐標(biāo)系恒功率變換，得到α β軸坐標(biāo)系下的電壓ea，ee，
權(quán)利要求
1. 一種抑制風(fēng)電并網(wǎng)用全功率變流器諧波電流控制方法，其特征在于，包括以下步驟(1)采集并網(wǎng)變流器的三相電流iga，igb，Igc(2)采集電網(wǎng)三相電壓uga，ugb,ugc ；(3)三相電網(wǎng)電壓信號Uga，Ugb，Ug。經(jīng)靜止三相abc坐標(biāo)系變換到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸 坐標(biāo)系恒功率變換，得到α β軸坐標(biāo)系下的電壓θα，θ0，
2.一種抑制風(fēng)電并網(wǎng)用全功率變流器諧波電流控制器，其特征在于，包括電壓霍爾傳 感器(3)和電流霍爾傳感器(4)，其中電壓霍爾傳感器(3)連接有abc/a ^坐標(biāo)變換模塊 (5)，所述電流霍爾傳感器(4)連接有諧波電流檢測模塊，所述abc/a 3坐標(biāo)變換模塊(5) 的輸出端與所述諧波電流檢測模塊的輸入端連接，所述諧波電流檢測模塊的輸出端分別連 接有基波控制回路(19)和諧波抑制控制回路，所述abc/ a卩坐標(biāo)變換模塊(5)的輸出端還 與所述基波控制回路(19)和諧波抑制控制回路的輸入端連接，所述基波控制回路(19)的 輸出端連接有同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到靜止abc三相坐標(biāo)系的恒功率變換模塊(20)的輸 入端，該恒功率變換模塊(20)和諧波抑制控制回路的輸出端都與加法器(22)的輸入端連 接，該加法器(22)的輸出端連接有空間矢量脈寬調(diào)制模塊(2)的輸入端，該空間矢量脈寬 調(diào)制模塊(2)的輸出端連接有電網(wǎng)側(cè)變換器(1)的控制輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抑制風(fēng)電并網(wǎng)用全功率變流器諧波電流控制器，其特征在 于，所述諧波電流檢測模塊包括同步、5倍、7倍、11倍和13倍恒功率變換模塊(6 10)、第 一 第五低通濾波器(211 215 )，其中同步、5倍、7倍、11倍和13倍恒功率變換模塊(6 10)的輸入端分別與所述電流霍爾傳感器(4)連接，所述同步、5倍、7倍、11倍和13倍恒功 率變換模塊(6 10)輸出端分別與所述第一 第五低通濾波器(211 215)的輸入端連 接，第一低通濾波器(211)的輸出端與所述基波控制回路(19)的輸入端連接，第二 第五 低通濾波器(212 215)的輸出端與所述諧波抑制控制回路的輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抑制風(fēng)電并網(wǎng)用全功率變流器諧波電流控制器，其特征在 于，所述諧波抑制控制回路包括5次、7次、11次和13次諧波電流控制回路(11、13、15、17) 以及5倍、7倍、11倍、13倍同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到靜止abc三相坐標(biāo)系的恒功率變換模 塊(12、14、16、18)，所述5次、7次、11次和13次諧波電流控制回路(11、13、15、17)的輸入 端分別與所述第二 第五低通濾波器(212 215)的輸出端連接，所述5次、7次、11次和 13次諧波電流控制回路(11、13、15、17)的輸出端分別與所述5倍、7倍、11倍、13倍同步角 速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到靜止abc三相坐標(biāo)系的恒功率變換模塊(12、14、16、18)的輸入端連接， 所述5倍、7倍、11倍、13倍同步角速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到靜止abc三相坐標(biāo)系的恒功率變換模 塊(12、14、16、18)的輸出端與所述加法器(22)的輸入端連接。
全文摘要
抑制風(fēng)電并網(wǎng)用全功率變流器諧波電流控制方法及控制器，采集并網(wǎng)變流器的三相電流和三相電壓，將采集到的網(wǎng)側(cè)三相電流信號經(jīng)靜止三相坐標(biāo)系到同步、5倍、7倍、11倍和13倍旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系恒功率變換，再經(jīng)低通濾波得到dq軸分量；采用電網(wǎng)電壓定向矢量控制方式得到dq軸控制電壓，控制電壓經(jīng)同步、5倍、7倍、11倍和13倍旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到靜止三相坐標(biāo)系的恒功率變換得到基波控制電壓以及5、7、11、13次諧波三相控制電壓，將基波控制電壓與5、7、11、13次諧波三相控制電壓相加得到最終控制電壓，最終控制電壓經(jīng)調(diào)制后獲得控制開關(guān)信號，從而實現(xiàn)了5、7、11、13次諧波電流的精確控制。
文檔編號H02J3/01GK102664413SQ201210148119
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者劉奧林, 夏先鋒, 姚駿, 李清 申請人:重慶大學(xué)