一种无刷双馈电机孤岛发电控制方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种无刷双馈电机孤岛发电控制方法及装置，方法应用于无刷双馈电机孤岛发电电路，包括：H桥变换器的控制方法及并联三相变换器的控制方法，本申请能够解决现有技术因系统结构的限制而缺乏自然阻尼，从而导致系统的发展应用受阻的技术问题。统的发展应用受阻的技术问题。统的发展应用受阻的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种无刷双馈电机孤岛发电控制方法及装置


[0001]本申请涉及电网控制
，尤其涉及一种无刷双馈电机孤岛发电控制方法及装置。

技术介绍

[0002]无刷双馈电机是一种新型电机，可以实现异步、同步、双馈等多种运行方式，既可以作为电动机运行用于交流调速传动系统，也可以作为发电机运行用于变速恒频恒压发电系统，具有变频器容量小、独立调节有功功率和无功功率、控制功率因数、实现四象限无级调速、无刷化运行等特点，在风机和泵类机械的节能调速系统及变速恒频的水力和风力发电系统中具有广阔的应用前景。
[0003]但是，现有的无刷双馈电机并网发电系统请参阅图1，是通过与无刷双馈电机控制绕组连接的背靠背变换器10进行并网发电控制；而基于电力电子器件的背靠背变换器存在缺乏自然阻尼、成本高的问题，不利于推动无刷双馈电机并网发电系统在孤岛发电领域的应用。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种无刷双馈电机孤岛发电控制方法及装置，用于解决现有技术因系统结构的限制而缺乏自然阻尼，从而导致系统的发展应用受阻的技术问题。
[0005]有鉴于此，本申请第一方面提供了一种无刷双馈电机孤岛发电控制方法，应用于无刷双馈电机孤岛发电电路，方法包括：H桥变换器的控制方法及并联三相变换器的控制方法；所述H桥变换器的控制方法包括：获取无刷双馈电机的电压信息、电流信息、极对数信息和交流负载的额定有功功率；通过功率计算模块，结合所述电压信息和所述电流信息，计算所述无刷双馈电机的有功功率；基于所述极对数信息、所述负载的额定有功功率，以及所述无刷双馈电机的有功功率，确定可变频率变压器直流电机的电枢电压参考值；通过对所述电枢电压参考值进行脉宽调制，得到H桥变换器开关的控制信号；所述并联三项变换器的控制方法包括：获取交流负载电压、交流负载额定电压和交流负载的额定频率；根据所述交流负载电压，得到所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量；根据所述交流负载额定电压、所述交流负载额定频率，以及所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，确定交流负载电压参考值；通过对交流负载的电压参考值进行空间矢量调制，得到并联三相变换器开关的控制信号。
[0006]优选地，根据所述交流负载电压，得到所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，包括：将所述交流负载电压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交流负载的电压矢量；将所述交流负载的电压矢量经过相角计算处理，得到第一相位；基于所述第一相位，将所述交流负载的电压矢量经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，得到同步旋转坐标系下所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量。
[0007]优选地，根据所述交流负载额定电压、所述交流负载额定频率，以及所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，确定交流负载电压参考值，包括：基于所述交流负载额定电压、所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，结合预设的控制方程，得到所述交流负载电压的d轴分量参考值和q轴分量参考值；根据所述交流负载额定频率，确定第二相位；将所述交流负载电压的d轴分量参考值和q轴分量参考值，基于所述第二相位，经过两相旋转到两相静止坐标变换处理，得到在两相静止坐标系下得所述交流负载电压参考值。
[0008]优选地，所述预设的控制方程包括：第三电压控制方程和第四电压控制方程；所述基于所述交流负载额定电压、所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，结合预设的控制方程，得到所述交流负载电压的d轴分量参考值和q轴分量参考值，包括：基于所述交流负载额定电压和所述交流负载电压的d轴分量，结合所述第三电压控制方程，得到所述交流负载电压的d轴分量参考值；基于所述交流负载电压的q轴分量，结合所述第四电压控制方程，得到所述交流负载电压的q轴分量参考值。
[0009]优选地，所述第三电压控制方程具体为：；所述第四电压控制方程具体为：；其中，为交流负载的额定电压，为交流负载电压的d轴分量，为交流负载电压的d轴分量参考值，为交流负载电压q轴分量，为交流负载电压的q轴分量参考值，和分别为交流负载电压d轴分量控制器的比例系数和积分系数，和分别为交流负载电压q轴分量控制器的比例系数和积分系数，s为拉普拉斯算子。
[0010]本申请第二方面提供了一种无刷双馈电机孤岛发电控制装置，应用于无刷双馈电机孤岛发电电路，装置包括：H桥变换器的控制子装置及并联三相变换器的控制子装置；所述H桥变换器的控制子装置包括：第一获取模块，用于获取无刷双馈电机的电压信息、电流信息、极对数信息和交流负载的额定有功功率；计算模块，用于通过功率计算模块，结合所述电压信息和所述电流信息，计算所述无刷双馈电机的有功功率；
电枢电压参考值确定模块，用于基于所述极对数信息、所述负载的额定有功功率，以及所述无刷双馈电机的有功功率，确定可变频率变压器直流电机的电枢电压参考值；控制信号确定模块，用于通过对所述电枢电压参考值进行脉宽调制，得到H桥变换器开关的控制信号；所述并联三项变换器的控制子装置包括：第二获取模块，用于获取交流负载电压、交流负载额定电压和交流负载的额定频率；分量确定模块，用于根据所述交流负载电压，得到所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量；交流负载电压参考值确定模块，用于根据所述交流负载额定电压、所述交流负载额定频率，以及所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，确定交流负载电压参考值；空间矢量调制模块，用于通过对交流负载的电压参考值进行空间矢量调制，得到并联三相变换器开关的控制信号。
[0011]本申请第三方面提供了一种无刷双馈电机并网发电控制装置，包括：数据获取单元，用于获取无刷双馈电机的相关电压、相关电流和极对数；功率计算单元，用于根据所述相关电压和所述相关电流计算所述无刷双馈电机的有功功率；参数计算单元，用于依据所述极对数、所述无刷双馈电机的有功功率和原动机发电的有功功率计算出可变频率变压器直流电机的电枢电压参数；控制调制单元，用于基于所述电枢电压参数进行脉冲调制操作，得到H桥变换器开关的控制信号。
[0012]优选地，所述分量确定模块包括：电压矢量确定子模块，用于将所述交流负载电压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交流负载的电压矢量；第一相位确定子模块，用于将所述交流负载的电压矢量经过相角计算处理，得到第一相位；分量确定子模块，用于基于所述第一相位，将所述交流负载的电压矢量经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，得到同步旋转坐标系下所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量。
[0013]优选地，所述交流负载电压参考值确定模块包括：分量参考值确定子模块，用于基于所述交流负载额定电压、所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，结合预设的控制方程，得到所述交流负载电压的d轴分量参考值和q轴分量参考值；第二相位确定子模块，用于根据所述交流负载额定频率，确定第二相位；交流负载电压参考值确定子模块，用于将所述交流负载电压的d轴分量参考值和q轴分量参考值，基于所述第二相位，经过两相旋转到两相静止坐标变换处理，得到在两相静止坐标系下得所述交流负载电压参考值。
[0014]优选地，所述交流负载电压参考值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无刷双馈电机孤岛发电控制方法，其特征在于，应用于无刷双馈电机孤岛发电电路，方法包括：H桥变换器的控制方法及并联三相变换器的控制方法；所述H桥变换器的控制方法包括：获取无刷双馈电机的电压信息、电流信息、极对数信息和交流负载的额定有功功率；通过功率计算模块，结合所述电压信息和所述电流信息，计算所述无刷双馈电机的有功功率；基于所述极对数信息、所述负载的额定有功功率，以及所述无刷双馈电机的有功功率，确定可变频率变压器直流电机的电枢电压参考值；通过对所述电枢电压参考值进行脉宽调制，得到H桥变换器开关的控制信号；所述并联三项变换器的控制方法包括：获取交流负载电压、交流负载额定电压和交流负载的额定频率；根据所述交流负载电压，得到所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量；根据所述交流负载额定电压、所述交流负载额定频率，以及所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，确定交流负载电压参考值；通过对交流负载的电压参考值进行空间矢量调制，得到并联三相变换器开关的控制信号。2.根据权利要求1所述的无刷双馈电机孤岛发电控制方法，其特征在于，根据所述交流负载电压，得到所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，包括：将所述交流负载电压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交流负载的电压矢量；将所述交流负载的电压矢量经过相角计算处理，得到第一相位；基于所述第一相位，将所述交流负载的电压矢量经过两相静止到两相旋转坐标变换处理，得到同步旋转坐标系下所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量。3.根据权利要求1所述的无刷双馈电机孤岛发电控制方法，其特征在于，根据所述交流负载额定电压、所述交流负载额定频率，以及所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，确定交流负载电压参考值，包括：基于所述交流负载额定电压、所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，结合预设的控制方程，得到所述交流负载电压的d轴分量参考值和q轴分量参考值；根据所述交流负载额定频率，确定第二相位；将所述交流负载电压的d轴分量参考值和q轴分量参考值，基于所述第二相位，经过两相旋转到两相静止坐标变换处理，得到在两相静止坐标系下得所述交流负载电压参考值。4.根据权利要求3所述的无刷双馈电机孤岛发电控制方法，其特征在于，所述预设的控制方程包括：第三电压控制方程和第四电压控制方程；所述基于所述交流负载额定电压、所述交流负载电压的d轴分量和q轴分量，结合预设的控制方程，得到所述交流负载电压的d轴分量参考值和q轴分量参考值，包括：基于所述交流负载额定电压和所述交流负载电压的d轴分量，结合所述第三电压控制方程，得到所述交流负载电压的d轴分量参考值；基于所述交流负载电压的q轴分量，结合所述第四电压控制方程，得到所述交流负载电压的q轴分量参考值。
5.根据权利要求4所述的无刷双馈电机孤岛发电控制方法，其特征在于，所述第三电压控制方程具体为：；所述第四电压控制方程具体为：；其中，为交流负载的额定电压，为交流负载电压的d轴分量，为交流负载电压的d轴分量参考值，为交流负载电压q轴分量，为交流负载电压的q轴分量参考值，和分别为交流负载电压d轴分量控制器的比例系数和积分系数，和分别为交流负载电压q轴分量控制器的比例系数和积分系数，s为拉普拉斯算子。6.一种无刷双馈电机孤岛发电控制装置，其特征在于，应用于无刷双馈电机孤岛发电电...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢嘉豪，彭丹，简耀峰，郑绮婷，麦子钿，毛雨阳，关家华，孔祥轩，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：