CN101702583B - 一种直驱风力发电变流器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发电设备的控制方法，特别涉及一种直驱风力发电变流器的控制方法，本发明的风力发电系统中变流器的控制方法，其中，包括：在风电机组变流器中，将电网的三相不对称电压U_a，U_b，U_c，三相电流I_a、I_b、I_c进行正负双序坐标dq变换得到沿正、负序d、q轴的电压、电流轴分量；再通过数学算法来滤除三相不对称电压中的二次谐波，并将得到的沿正、负序d、q轴的电压、电流轴直流分量进行解耦，获得参考电压矢量，将所述参考电压矢量经过脉宽调制器，生成控制脉冲信号，进而控制变流器，生成相应的电压；本发明的优点在于，用数学算法取代了滤波装置，效率高，成本低，系统响应速度更快。

Description

一种直驱风力发电变流器的控制方法

技术领域

本发明涉及一种发电设备的控制方法，特别涉及一种直驱风力发电变流器的控制方法。 

背景技术

风力发电系统具有系统结构简单、功率密度和效率高、故障率低、维护成本低等优点，并具备了发展大容量机组的条件。对于风力发电系统，需要变频器将发电机发出的变频变幅值交流电转化为可用的恒定频率的交流电。然而，对于风力发电变频器来说，它需要实现如下几个功能： 

(1)具备较好的动态响应特性，配合风轮控制系统实现最大风能俘获的功能。 

(2)较宽的功率运行范围，以适应由于风速变化引起的输入功率的变化。 

(3)采用灵活的控制策略，可灵活调节系统的有功和无功功率。对于电网而言，这种系统可起到功率因数补偿的作用，对于发电机而言，可起到调节机端电压的作用。 

(4)采用先进的控制技术，抑制谐波，提高效率，降低成本。 

(5)提供标准、可靠的通讯方式，利于信息的实时交换与能量管理。 

对于现有技术中风力发电系统结构来说，如图1所示，首先，风力发电机受风力的驱动开始发电，由发电机输出三相交流电通过整流器转变成直流电，然后根据电网对交流电频率的要求，利用逆变器将直流电再转变成具有相应频率的交流电，再将该交流电经过变压器变压后送入电网；通常情况下，整流器和逆变器的组合称为变流器。然而，当负载严重不平衡或电网出现短时故障(如短路)时，会使电网电压不对称。当电网电压跌落程度过大，会影响电力和电气设备的正常运行，风电变流器的正常工作也会受到严重影响，为了消除电压跌落对风电变流器正常工作所造成的影响，通常采用的方法为对三相不对称电压、电流中的正、负序分量在正、负同步旋转坐标系中进行独立控制。为实现高质量的控制性能，必须滤除三相不对称电压、电流在正、负序同步旋转坐标系中的二次谐波。 

在电网电压不对称时，为了对变流器进行更好地控制，在中国电机工程学报2006年10月第26卷第19期的《不平衡负载情况下基于双序dq坐标系双级矩阵变换器的闭环控制研究》一文中，公开了一种去除不对称电压中二次谐波，从而更好地对变流器进行控制的方法。其中，该文提出了根据对称分量法，将发电机输出的三相静止坐标系下三相不对称电压U_a，U_b，U_c变换到正序和负序同步旋转坐标系下，分解成沿坐标系q轴的轴分量U_q ⁺和U_q ^-，和与q轴垂直的d轴的轴分量U_d ⁺和U_d ^-，以及零序分量，这种变换通常被称为正负双序坐标dq变换。在三相三桥臂PWM逆变器中，由于零序分量其本身不产生效果，因此该分量通常被忽略不计。其中U_q ⁺，U_q ^-，U_d ⁺和U_d ^-里均含有直流分量U_sq ⁺，U_sq ^-，U_sd ⁺和U_sd ^-，以及相应的二次谐波分量，然而对于控制并去除电压不对称对变流器的不利影响，所需要进行检测得到的基波分量为直流分量，此直流分量并不能轻易地获得，该期刊文献中公开了一种通过在d、q各轴上使用Notch陷波器，借助Notch陷波器来滤除各轴分量的二次谐波分量，从而获得可作为控制参数的轴直流分量U_sq ⁺，U_sq ^-，U_sd ⁺和U_sd ^-方法，最后通过变流器的整流或逆变环节将变流电送入电网。虽然上述的方法可以达到滤波的效果，但是，该方法对Notch陷波器要求较高，且其参数需要针对某一电源频率进行设计，一旦电源频率发生波动，会严重影响滤波的效果，当电源频率变化时，则参数也需要进行相应的调整；而采用自适应Notch陷波器虽有助于解决这一问题，但更增加了滤波器设计的复杂程度，成本上也大大提高了。 

由于三相不对称电压通过正负双序坐标dq变换后得到的电压轴分量，就其数学模型而言，由直流分量和二次谐波分量叠加组成，因此，理论上只要通过数学方式法从其数学模型上将二次谐波分量消除，无需使用特别的滤波装置即可达到实际滤波的效果。 

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提出一种简单、可靠、高效、低成本，且对电源频率无依赖性的风力发电系统中变流器的控制方法。 

为解决上述技术问题，本发明的风力发电系统中变流器的控制方法， 其中，包括： 

a)在风电机组变流器中，将电网的三相不对称电压U_a，U_b，U_c通过变换器进行正负双序坐标dq变换得到沿正、负序d轴的电压轴分量U_d ⁺，U_d ^-和沿正、负序q轴的电压轴分量U_q ⁺，U_q ^-；对三相电流I_a、I_b、I_c进行正负双序坐标dq变换得到沿正、负序d轴的电流轴分量I_d ⁺，I_d ^-和沿正、负序q轴电流轴分量的I_q ⁺，I_q ^-； 

b)通过控制器根据以下关系式来获得第K次采样时刻的电压轴直流分量U_sd ⁺、U_sd ^-、U_sq ⁺、U_sq ^-的值： 

${{U_{\mathrm{sd}}}^{+}}_{\left(k\right)}={{U_d}^{+}}_{\left(k\right)}-{{U_{\mathrm{sq}}}^{-}}_{(k-1)}\·\sin 2{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_{(k-1)}-{{U_{\mathrm{sd}}}^{-}}_{(k-1)}\·\cos {{2\mathrm{\θ}}^{\′}}_{(k-1)};$

${{U_{\mathrm{sd}}}^{-}}_{\left(k\right)}={{U_d}^{-}}_{\left(k\right)}-{{U_{\mathrm{sd}}}^{+}}_{(k-1)}\·\cos 2{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_{(k-1)};$

${{U_{\mathrm{sq}}}^{+}}_{\left(k\right)}={{U_q}^{+}}_{\left(k\right)}+{{U_{\mathrm{sd}}}^{-}}_{(k-1)}\·\sin {2\mathrm{\θ}}^{\′}-{{U_{\mathrm{sq}}}^{-}}_{(k-1)}\·\cos 2{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_{(k-1)};$

${{U_{\mathrm{sq}}}^{-}}_{\left(k\right)}={{U_q}^{-}}_{\left(k\right)}-{{U_{\mathrm{sd}}}^{+}}_{(k-1)}\·{{\sin 2\mathrm{\θ}}^{\′}}_{(k-1)};$

且通过控制器根据以下关系式来获得第K次采样时刻的电流轴直流分量I_sd ⁺、I_sd ^-、I_sq ⁺、I_sq ^-的值： 

${{I_{\mathrm{sd}}}^{+}}_{\left(k\right)}={{I_d}^{+}}_{\left(k\right)}-{{I_{\mathrm{sq}}}^{-}}_{(k-1)}\·\sin 2{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_{(k-1)}-{{I_{\mathrm{sd}}}^{-}}_{(k-1)}\·{{\cos 2\mathrm{\θ}}^{\′}}_{(k-1)};$

${{I_{\mathrm{sd}}}^{-}}_{\left(k\right)}={{I_d}^{-}}_{\left(k\right)}-{{I_{\mathrm{sd}}}^{+}}_{(k-1)}\·{{\cos 2\mathrm{\θ}}^{\′}}_{(k-1)};$

${{I_{\mathrm{sq}}}^{+}}_{\left(k\right)}={{I_q}^{+}}_{\left(k\right)}+{{I_{\mathrm{sd}}}^{-}}_{(k-1)}\·{\sin 2\mathrm{\θ}}^{\′}-{{I_{\mathrm{sq}}}^{-}}_{(k-1)}\·{{\cos 2\mathrm{\θ}}^{\′}}_{(k-1)};$

${{I_{\mathrm{sq}}}^{-}}_{\left(k\right)}={{I_q}^{-}}_{\left(k\right)}-{{I_{\mathrm{sd}}}^{+}}_{(k-1)}\·{{\sin 2\mathrm{\θ}}^{\′}}_{(k-1)};$

c)在旋转坐标系下对所述电压轴直流分量和所述电流直流分量进行解耦控制； 

d)将解耦所得的参考电压矢量经过脉宽调制器，生成控制脉冲信号； 

e)将所述控制脉冲信号经驱动电路，控制变流器中逆变器功率半导体器件，生成相应的电流； 

其中θ′为通过估计器逼近θ的估计值，θ为正序电压矢量和三相静止坐标系A轴或两相静止坐标系α轴的夹角，k为第k次电压采样，初始θ′₍₀₎的值，初始电压轴直流分量 和电流轴直流分量 

均为估计值。 

上述风力发电系统中变流器的控制方法，其中所述θ′相对θ的误差范围为-10％～+10％。 

上述风力发电系统中变流器的控制方法，其中所述解耦控制的方法为：采用正、负序双电流环控制结构，首先，预设参考电流轴直流分量 

将各所述参考电流轴直流分量与其相应的电流轴直流分量I_sd ⁺、I_sd ^-、I_sq ⁺、I_sq ^-通过PI调节器进行闭环控制，且根据所述参考电流轴直流分量和相应的所述电流轴直流分量间的误差，分别输出相应的电压调节输出量 

然后通过以下表达式来获得正序电压轴分量U_dP、U_qP和负序电压轴分量U_dn、U_qn： 

$U_{\mathrm{dP}}={{U_{\mathrm{sd}}}^{+}}_{\_\mathrm{PI}}+{{U_{\mathrm{sd}}}^{+}}_{\left(k\right)}-\mathrm{\ω}\·L\·{I_{\mathrm{sq}}}^{+}$

$U_{\mathrm{qP}}={{U_{\mathrm{sq}}}^{+}}_{\_\mathrm{PI}}+{{U_{\mathrm{sq}}}^{+}}_{\left(k\right)}+\mathrm{\ω}\·L\·{I_{\mathrm{sd}}}^{+}$

$U_{\mathrm{dn}}={{U_{\mathrm{sd}}}^{-}}_{\_\mathrm{PI}}+{{U_{\mathrm{sd}}}^{-}}_{\left(k\right)}+\mathrm{\ω}\·L\·{I_{\mathrm{sq}}}^{-}$

$U_{\mathrm{qn}}={{U_{\mathrm{sq}}}^{-}}_{\_\mathrm{PI}}+{{U_{\mathrm{sq}}}^{-}}_{\left(k\right)}-\mathrm{\ω}\·L\·{I_{\mathrm{sd}}}^{-}$

其中ω为电网电压角频率，L为线路等效电感； 

再将所述负序电压轴分量U_dn、U_qn变换到正序坐标下得到相应在正序坐标下的电压分量U_dN、U_qN，并将U_dN与正序电压轴分量U_dP进行叠加获得参考电压矢量U_{d_ref}，且将U_qN与正序电压轴分量U_qP进行叠加，获得参考电压矢量U_{q_ref}。 

上述风力发电系统中变流器的控制方法，所述脉宽调制器为电压空间矢量脉宽调制器，且采用的调制方式为电压空间矢量脉宽调制方式。 

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： 

1.其将三相不对称电压和电流经过在正负双序坐标dq变换后，通过以上所述的电压电流轴直流分量关系式来获得沿d、q轴的电压电流轴分量的轴直流分量，然后对所述轴直流分量进行解耦，相对使用Notch陷波器来说，对频率无依赖，且设计变得较为简单了，且使用数学算法进行软件滤波，取代了硬件滤波装置，在系统响应速度上也变的更快。 

2.根据以上所述的正、负序双电流环控制结构，并通过电压轴分量关系式来获得正序电压轴分量U_dP、U_qP和负序电压轴分量U_dn、U_qn，可以获得的较为准确的正序电压轴分量和负序电压轴分量。 

3.采用空间矢量脉宽调制方式，适合于数字化控制系统，且可以根据输入信号计算出整流级与变流级有效开关矢量的占空比，从而有效地对变流器的整流级和逆变级开关进行控制。 

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。 

图1为风力发电系统示意图； 

图2为变流器控制方法的流程图； 

图3为正、负序双电流环控制模型示意图； 

1-发电机，2-变流器，3-整流器，4-逆变器，5-变压器，6-电网； 

具体实施方式

实施例1 

如图2所示风力发电系统中变流器的控制方法的流程图， 

首先，在风电机组变流器中，通过采样得到电网的三相不对称电压U_a，U_b，U_c，并通过数字信号处理器(DSP)将所述三相不对称电压U_a，U_b，U_c进行正负双序同步旋转坐标dq变换得到沿正、负序d轴的电压轴分量U_d ⁺，U_d ^-和沿正、负序q轴的电压轴分量U_q ⁺，U_q ^-，对三相电流I_a、I_b、I_c进行正负双序同步旋转坐标dq变换得到沿正、负序d轴的电流轴分量I_d ⁺，I_d ^-和沿正、负序q轴电流轴分量的I_q ⁺，I_q ^-；然后，利用变换所得的电压轴分量U_d ⁺，U_d ^-，U_q ⁺，U_q ^-，和电流轴分量I_d ⁺，I_d ^-，I_q ⁺，I_q ^-通过控制器根据以下关系式来获得该次采样的电压轴直流分量U_sd ⁺ _(k)、U_sd ^- _(k)、U_sq ⁺ _(k)、U_sq ^- _(k)的值： 

U_sd ⁺ _(k)＝U_d ⁺ _(k)-U_sq ^- _(k-1)·sin2θ′_(k-1)-U_sd ^- _(k-1)·cos2θ′_(k-1)； 

U_sd ^- _(k)＝U_d ^- _(k)-U_sd ⁺ _(k-1)·cos2θ′_(k-1)； 

U_sq ⁺ _(k)＝U_q ⁺ _(k)+U_sd ^- _(k-1)·sin2θ′_(k-1)-U_sq ^- _(k-1)·cos2θ′_(k-1)； 

U_sq ^- _(k)＝U_q ^- _(k)-U_sd ⁺ _(k-1)·sin2θ′_(k-1)； 

且通过控制器根据以下关系式来获得该次采样的电流轴直流分量 

I_sd ⁺、I_sd ^-、I_sq ⁺、I_sq ^-的值： 

I_sd ⁺ _(k)＝I_d ⁺ _(k)-I_sq ^- _(k-1)·sin2θ′_(k-1)-I_sd ^- _(k-1)·cos2θ′_(k-1)； 

I_sd ^- _(k)＝I_d ^- _(k)-I_sd ⁺ _(k-1)·cos2θ′_(k-1)； 

I_sq ⁺ _(k)＝I_q ⁺ _(k)+I_sd ^- _(k-1)·sin2θ′_(k-1)-I_sq ^- _(k-1)·cos2θ′_(k-1)； 

I_sq ^- _(k)＝I_q ^- _(k)-I_sd ⁺ _(k-1)·sin2θ′_(k-1)； 

其中θ′为通过估计器逼近θ的估计值，θ为正序电压矢量和旋转坐标系d轴的夹角，k为第k次电压、电流采样， 

对于第1次电压、电流采样，求电压、电流轴直流分量来说，初始θ′₍₀₎的值，初始电压轴直流分量U_sq ^- ₍₀₎、U_sd ^- ₍₀₎、U_sq ⁺ ₍₀₎、U_sd ⁺ ₍₀₎和电流轴直流分量I_sq ^- ₍₀₎、I_sd ^- ₍₀₎、I_sq ⁺ ₍₀₎、I_sd ⁺ ₍₀₎均为估计值，将所述估计值分别代入上述的关系式中，求得第1次电压、电流采样时电压轴直流分量U_sq ^- ₍₁₎、U_sd ^- ₍₁₎、U_sq ⁺ ₍₁₎、U_sd ⁺ ₍₁₎、电流轴直流分量I_sq ^- ₍₁₎、I_sd ^- ₍₁₎、I_sq ⁺ ₍₁₎、I_sd ⁺ ₍₁₎。 

对于第2次的电压、电流采样求值来说，通过计算将得到U_sq ⁺ ₍₁₎的代入PI 调节器，计算得到θ′₍₁₎，然后再根据第一次求得的电压轴直流分量U_sq ^- ₍₁₎、U_sd ^- ₍₁₎、U_sq ⁺ ₍₁₎、U_sd ⁺ ₍₁₎，电流轴直流分量I_sq ^- ₍₁₎、I_sd ^- ₍₁₎、I_sq ⁺ ₍₁₎、I_sd ⁺ ₍₁₎，和计算得到的θ′₍₁₎，来求得第二次的电压、电流采样时的电压轴直流分量U_sq ^- ₍₂₎、U_sd ^- ₍₂₎、U_sq ⁺ ₍₂₎、U_sd ⁺ ₍₂₎和电流轴直流分量I_sq ^- ₍₂₎、I_sd ^- ₍₂₎、I_sq ⁺ ₍₂₎、I_sd ⁺ ₍₂₎。以后每次采样计算，都通过利用其前一次求得的U_sq ⁺值代入PI调节器，计算得到相应的θ′_(k)值，并和前一次求得的电压轴直流分量U_sq ^- _(k-1)、U_sd ^- _(k-1)、U_sq ⁺ _(k-1)、U_sd ⁺ _(k-1)，电流轴直流分量I_sq ^- _(k-1)、I_sd ^- _(k-1)、I_sq ⁺ _(k-1)、I_sd ⁺ _(k-1)一起代入上述的相应的关系式中，求得第K次采样时的电压轴直流分量U_sq ^- _(k)、U_sd ^- _(k)、U_sq ⁺ _(k)、U_sd ⁺ _(k)，电流轴直流分量I_sq ^- _(k)、I_sd ^- _(k)、I_sq ⁺ _(k)、I_sd ⁺ _(k)值， 

再在旋转坐标系下对所述电压轴直流分量和所述电流直流分量通过采用正、负序双电流环控制结构来进行解耦控制，如图3所示，首先，预设参考电流轴直流分量I_sd ⁺ _{_ref}，I_sd ^- _{_ref}，I_sq ⁺ _{_ref}，I_sq ^- _{_ref}，将各所述参考电流轴直流分量与其相应的电流轴直流分量I_sd ⁺、I_sd ^-、I_sq ⁺、I_sq ^-通过PI调节器进行闭环控制，且根据所述参考电流轴直流分量和相应的所述电流轴直流分量间的误差，分别输出相应的电压调节输出量U_sd ⁺ _{_PI}，U_sd ^- _{_PI}，U_sq ⁺ _{_PI}，U_sq ^- _{_PI}，然后通过以下表达式来获得正序电压轴分量U_dP、U_qP和负序电压轴分量U_dn、U_qn： 

U_dP＝U_sd ⁺ _{_PI}+U_sd ⁺ _(k)-ω·L·I_sq ⁺

U_qP＝U_sq ⁺ _{_PI}+U_sq ⁺ _(k)+ω·L·I_sd ⁺

U_dn＝U_sd ^- _{_PI}+U_sd ^- _(k)+ω·L·I_sq ^-

U_qn＝U_sq ^- _{_PI}+U_sq ^- _(k)-ω·L·I_sd ^-

其中ω为电网电压角频率，L为线路等效电感； 

再将所述负序电压轴分量U_dn、U_qn变换到正序坐标下，得到所述负序电压轴分量在正序坐标下的电压轴分量U_dN、U_qN，并将U_dN与正序电压轴分量U_dP进行叠加获得参考电压矢量U_{d_ref}，且将U_qN与正序电压轴分量U_qP进行叠加，获得参考电压矢量U_{q_ref}。 

得到参考电压矢量，并将所述参考电压矢量经过脉宽调制器，生成控制脉冲信号S_a、S_b、S_c。 

最后将所述控制脉冲信号经驱动电路，控制变流器中功率半导体器件，生成相应的电流。 

将三相电压和电流经过双序dq坐标变换后，通过以上所述的电压电流轴直流分量关系式来获得沿d、q轴的电压电流轴分量的轴直流分量，然后对所述轴直流分量进行解耦，相对使用Notch陷波器来说，其优点在于：对频率无依赖，且设计变得较为简单了，且使用数学算法进行软件滤波，取代了硬件滤波装置，在系统响应速度上也变的更快。根据以上所述的正、负序双电流环控制结构，并通过电压轴分量关系式来获得正序电压轴分量U_dP、U_qP和负序电压轴分量U_dn、U_qn，可以获得的较为准确的正序电压轴分量和负序电压轴分量。 

实施例2 

本实施例与实施例1的区别仅仅在于，所述脉宽调制器为电压空间矢量脉宽调制器，且采用的调制方式为电压空间矢量脉宽调制方式。 

DSP程序中的SVPWM(电压空间矢量)计算子模块根据求得的U_{d_ref}，和U_{q_ref}值来计算每相桥臂IGBT的相应导通时间，并将其写入DSP中事件管理器中相应的比较寄存器，DSP生成六路相关PWM信号。该信号再经光电转换电路，以光的形式通过光纤传输至对应IGBT驱动电路，由驱动电路将接收到的光PWM信号转换为相应隔离的电平信号驱动IGBT工作，完成能量变换过程。 

采用电压空间矢量脉宽调制方式，其优点在于：适合于数字化控制系统，且可以根据输入信号计算出整流级与变流级(逆变级)有效开关矢量的占空比，从而有效地对变流器的整流级和逆变级开关进行控制。 

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以根据设备的大小不同做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 

Claims (3)

1.一种风力发电系统中变流器的控制方法，其特征在于：

a)在风电机组变流器中，将电网的三相不对称电压U_a，U_b，U_c通过变换器进行正负双序坐标dq变换得到沿正、负序d轴的电压轴分量U_d ⁺，U_d ^-和沿正、负序q轴的电压轴分量U_q ⁺，U_q ^-；对三相电流I_a、I_b、I_c进行正负双序坐标dq变换得到沿正、负序d轴的电流轴分量I_d ⁺，I_d ^-和沿正、负序q轴电流轴分量的I_q ⁺，I_q ^-；

b)利用变换所得的轴分量U_d ⁺，U_d ^-，U_q ⁺，U_q ^-，I_d ⁺，I_d ^-I_q ⁺，I_q ^-通过控制器根据以下关系式来获得第K次采样时刻的电压轴直流分量U_sd ⁺、U_sd ^-、U_sq ⁺、U_sq ^-的值：

U_sd ⁺ _(k)＝U_d ⁺ _(k)-U_sq ^- _(k-1)·sin2θ′_(k-1)-U_sd ^- _(k-1)·cos2θ′_(k-1)；

U_sd ^- _(k)＝U_d ^- _(k)-U_sd ⁺ _(k-1)·cos2θ′_(k-1)；

U_sq ⁺ _(k)＝U_q ⁺ _(k)+U_sd ^- _(k-1)·sin2θ′_(k-1)-U_sq ^- _(k-1)·cos2θ′_(k-1)；

U_sq ^- _(k)＝U_q ^- _(k)-U_sd ⁺ _(k-1)·sin2θ′_(k-1)；

且通过控制器根据以下关系式来获得第K次采样时刻的电流轴直流分量I_sd ⁺、I_sd ^-、I_sq ⁺、I_sq ^-的值：

I_sd ⁺ _(k)＝I_d ⁺ _(k)-I_sq ^- _(k-1)·sin2θ′_(k-1)-Isd^- _(k-1)·cos2θ′_(k-1)；

I_sd ^- _(k)＝I_d ^- _(k)-I_sd ⁺ _(k-1)·cos2θ′_(k-1)；

I_sq ⁺ _(k)＝I_q ⁺ _(k)+I_sd ^- _(k-1)·sin2θ′_(k-1)-Isq^- _(k-1)·cos2θ′_(k-1)；

I_sq ^- _(k)＝I_q ^- _(k)-I_sd ⁺ _(k-1)·sin2θ′_(k-1)；

c)在旋转坐标系下对所述电压轴直流分量和所述电流直流分量进行解耦控制，并得到参考电压矢量；

d)将解耦所得的参考电压矢量经过脉宽调制器，生成控制脉冲信号；

e)将所述控制脉冲信号经驱动电路，控制变流器中功率半导体器件，生成相应的电压；

其中，θ′为通过估计器逼近θ的估计值，θ为正序电压矢量和三相静止坐标系A轴或两相静止坐标系α轴的夹角，k为第k次电压采样，初始θ′₍₀₎的值，初始电压轴直流分量U_sq ^- ₍₀₎、U_sd ^- ₍₀₎、U_sq ⁺ ₍₀₎、U_sd ⁺ ₍₀₎和电流轴直流分量I_sq ^- ₍₀₎、I_sd ^- ₍₀₎、I_sq ⁺ ₍₀₎、I_sd ⁺ ₍₀₎均为估计值；

解耦控制的方法为：采用正、负序双电流环控制结构，首先，预设参考电流轴直流分量I_sd ⁺ _{_ref}，I_sd ^- _{_ref}，I_sq ⁺ _{_ref}，I_sq ^- _{_ref}，将各所述参考电流轴直流分量与其相应的电流轴直流分量I_sd ⁺、I_sd ^-、I_sq ⁺、I_sq ^-通过PI调节器进行闭环控制，且根据所述参考电流轴直流分量和相应的所述电流轴直流分量间的误差，分别输出相应的电压调节输出量U_sd ⁺ _{_PI}，U_sd ^- _{_PI}，U_sq ⁺ _{_PI}，U_sq ^- _{_PI}，然后通过以下表达式来获得正序电压轴分量U_dP、U_qP和负序电压轴分量U_dn、U_qn：

U_dP＝U_sd ⁺ _{_PI}+U_sd ⁺ _(k)-ω·L·I_sq ⁺

U_qP＝U_sq ⁺ _{_PI}+U_sq ⁺ _(k)+ω·L·I_sd ⁺

U_dn＝U_sd ^- _{_PI}+U_sd ^- _(k)+ω·L·I_sq ^-

U_qn＝U_sq ^- _{_PI}+U_sq ^- _(k)-ω·L·I_sd ^-

其中ω为电网电压角频率，L为线路等效电感；

再将所述负序电压轴分量U_dn、U_qn变换到正序坐标下，得到所述负序电压轴分量在正序坐标下的电压分量U_dN、U_qN，并将U_dN与正序电压轴分量U_dP进行叠加获得参考电压矢量U_{d_ref}，且将U_qN与正序电压轴分量U_qP进行叠加，获得参考电压矢量U_{q_ref}。

2.根据权利要求1所述的风力发电系统中变流器的控制方法，其特征在于：

所述θ′相对所述θ的误差范围为-10％～+10％。

3.根据权利要求1或2所述的风力发电系统中变流器的控制方法，其特征在于：

所述脉宽调制器为电压空间矢量脉宽调制器，且采用的调制方式为电压空间矢量脉宽调制方式。

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