【摘要】 本发明公开了一种基于开绕组结构的风力发电系统，包括：一台风力发电机、两台机侧变流器和一控制器；风力发电机具有三相绕组，机侧变流器为三相六桥臂结构；风力发电机任一相绕组的一端与第一机侧变流器中对应相上下桥臂的中心接点相连，另一端与第二机侧变流器中对应相上下桥臂的中心接点相连。本发明利用开绕组发电机结构以及两组两电平变流器实现了电机控制三电平的调制效果，减小了输出电流谐波，降低了变流器的容量以及器件的电压应力；与此同时本发明还公开了上述风力发电系统的容错控制方法，保证了系统在变流器器件故障时的正常稳定运行。 【专利类型】发明授权 【申请人】浙江大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号 【申请人地区】中国 【申请人城市】杭州市 【申请人区县】西湖区 【申请号】CN201210363611.3 【申请日】2012-09-26 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102868180B 【公开公告日】2014-06-25 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102868180B 【授权公告日】2014-06-25 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】H02J3/38; H02J3/01 【发明人】年珩; 周义杰 【主权项内容】一种风力发电系统的容错控制方法，所述的风力发电系统包括：一台风力发电机、两台机侧变流器和一控制器；所述的风力发电机具有三相绕组，所述的机侧变流器为三相六桥臂结构；所述的风力发电机任一相绕组的一端与第一机侧变流器中对应相上下桥臂的中心接点相连，另一端与第二机侧变流器中对应相上下桥臂的中心接点相连；所述的机侧变流器直流输出侧并联有母线电容单元，所述的母线电容单元由两个电容串联构成；所述的控制器用于采集风力发电机的端电压和相电流以及各机侧变流器的直流母线电压，并根据这些信号构造出两组PWM信号以分别对两台机侧变流器进行控制；所述的容错控制方法包括如下步骤：(1)采集风力发电机的端电压和相电流以及各机侧变流器的直流母线电压；检查机侧变流器是否存在开路故障：如无故障，执行步骤(2)；若存在故障，将机侧变流器故障相所对应连接的绕组端与机侧变流器的母线电容单元中两电容的中心接点相连，并执行步骤(2)；(2)根据所述的端电压和相电流利用反电势估测法估算出风力发电机的转速和转子位置角；进而根据所述的转子位置角对相电流进行dq变换，得到相电流的有功轴电流分量和无功轴电流分量；(3)根据所述的转速、有功轴电流分量和无功轴电流分量基于以下算式计算出风力发电机的实际输出功率、有功轴电压补偿量和无功轴电压补偿量：Δusq=ωsΨf-ωsLsdisdΔusd=ωsLsqisqP=32npω s[Ψ fisq+(L : sd-Lsq)isdisq]]]>其中：P为风力发电机的实际输出功率，Δusd和Δusq分别为有功轴电压补偿量和无功轴电压补偿量，ωs为风力发电机的转速，Lsd和Lsq分别为风力发电机直轴电感和交轴电感，isd和isq分别为有功轴电流分量和无功轴电流分量，Ψf为风力发电机的转子磁链，np为风力发电机的极对数；(4)根据所述的实际输出功率、有功轴电流分量、无功轴电流分量、有功轴电压补偿量和无功轴电压补偿量，通过基于有功轴电流为零的矢量控制算法计算出有功轴电压指令和无功轴电压指令，具体过程如下：a.使设定的目标输出功率减去所述的实际输出功率，得到功率误差；b.对所述的功率误差进行PI调节，得到无功轴电流指令；并令有功轴电流指令为零；c.使有功轴电流指令和无功轴电流指令分别减去有功轴电流分量和无功轴电流分量，得到有功轴电流误差和无功轴电流误差；d.对有功轴电流误差和无功轴电流误差分别进行PI调节，得到两个输出结果；使有功轴电压补偿量和无功轴电压补偿量分别减去这两个输出结果，得到有功轴电压指令和无功轴电压指令；(5)根据所述的有功轴电压指令、无功轴电压指令以及机侧变流器的故障信息和直流母线电压基于以下算式计算出两台机侧变流器分别对应的两个调制电压指令；进而根据两个调制电压指令分别进行调制，生成两组PWM信号以分别对两台机侧变流器进行控制；u1=2Udc1Udc1+Udc2k1u2=2Udc2Udc1+Udc2k2]]>其中：u1和u2分别为第一机侧变流器和第二机侧变流器的调制电压指令，Udc1和Udc2分别为第一机侧变流器和第二机侧变流器的直流母线电压，k1和k2分别为第一机侧变流器和第二机侧变流器的指令系数；若两台机侧变流器均无故障：则k1=(ud+uqj)/2，k2=-(ud+uqj)/2；若第一机侧变流器A相故障，第二机侧变流器无故障：则k1=(ud+uqj)/3，k2=-2(ud+uqj)/3；若第一机侧变流器A相故障，第二机侧变流器A相故障：则k1=(ud+uqj)/2，k2=-(ud+uqj)/2；若第一机侧变流器A相故障，第二机侧变流器B相故障：则若第一机侧变流器A相故障，第二机侧变流器C相故障：则若第一机侧变流器B相故障，第二机侧变流器无故障：则k1=(ud+uqj)/3，k2=-2(ud+uqj)/3；若第一机侧变流器B相故障，第二机侧变流器A相故障：则若第一机侧变流器B相故障，第二机侧变流器B相故障：则k1=(ud+uqj)/2，k2=-(ud+uqj)/2；若第一机侧变流器B相故障，第二机侧变流器C相故障：则若第一机侧变流器C相故障，第二机侧变流器无故障：则k1=(ud+uqj)/3，k2=-2(ud+uqj)/3；若第一机侧变流器C相故障，第二机侧变流器A相故障：则若第一机侧变流器C相故障，第二机侧变流器B相故障：则若第一机侧变流器C相故障，第二机侧变流器C相故障：则k1=(ud+uqj)/2，k2=-(ud+uqj)/2；其中：ud和uq分别为有功轴电压指令和无功轴电压指令，j为虚单位。 ： 【当前权利人】浙江大学 【当前专利权人地址】浙江省杭州市西湖区浙大路38号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12100000470095016Q 【引证次数】3.0 【他引次数】3.0 【家族引证次数】3.0 【家族被引证次数】13

未经允许不得转载：http://www.zhongzhencnc.com/1791556979.html