CN105406514A - 一种火电厂辅机变频器控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式提供了一种火电厂辅机变频器控制系统及方法，该系统包括：背靠背式的变频器、整流检测单元、整流控制单元、逆变检测单元和逆变控制单元；变频器包括整流单元、逆变单元和直流母线；整流控制单元用于控制整流单元中的IGBT打开或关断，实现对整流单元的三相进线电流进行比例谐振闭环控制，进而使直流母线的电压维持稳定，同时输出一降速信号；所述逆变控制单元根据降速信号设定转速值，并依据该转速值调整逆变单元的输出电压以使电动机按照该转速值转动。利用本发明，当电网电压发生跌落时，无需外加辅助装置，仅通过对整流单元的控制即可维持直流母线电压的稳定，进而保持逆变单元对电动机的有效控制，实现低电压穿越。

Description

一种火电厂辅机变频器控制系统及方法

技术领域

本发明的实施方式涉及变频器技术领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种火电厂辅机变频器控制系统及方法。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

近年来，随着电力电子技术的高速发展和火电厂节能需求的日益增强，火电机组的辅机设计开始逐步转向变频技术，基于变频器在辅机的软启动、变频调速、经济运行等方面的优势，目前变频器已在火力发电领域得到了广泛应用，约95％的辅机已改用变频驱动方式运行。然而，变频器对于其电源的波动极为敏感，实际中辅机变频器的动力电源和控制电源往往均取自厂用电源，当厂用电源因诸如电网故障、大型设备的启停等原因发生电压跌落时，变频器会因低压而闭锁输出。对于火电机组而言，当其重要辅机(如给煤机、空预器等)因变频器低压闭锁而发生大规模停运时会触发全炉膛灭火保护(MFT)动作而跳机，这将严重影响到局部电网的安全稳定运行。

鉴于近年来因重要辅机低压跳闸所引起的火电机组非停事故频发，全国各级电网公司已先后开展了火电机组重要辅机变频器的低电压穿越整改工作，并明确出台了相关的技术规范。所谓变频器低电压穿越，是指当外部故障或扰动引起的变频器进线电压跌落幅值和持续时间在规定的低电压穿越区内时，变频器应能够可靠供电并保障供电对象的安全运行，即要求变频器在发生电压跌落时能保持不间断连续运行进而保障重要辅机在低压期间的持续稳定工作。

因此，如何对现有的火电厂辅机变频器进行改造以满足电网低电压穿越的要求，不仅关乎火电机组自身的安全可靠性，更对保证整个电力系统的安全、稳定、经济运行具有重大的意义。

发明内容

目前已有的火电厂辅机变频器低电压穿越改造措施主要可分为两个层面，即：硬件层面和软件层面，以下分别介绍。

1、硬件层面

硬件层面，又可划分为对火电厂辅机变频器自身的功能进行改造和增加额外辅助穿越装置这两大类。

对火电厂辅机变频器自身的功能进行改造：

1)选择能够在小幅电压跌落条件下正常工作的变频器，如施耐德ATV71变频器，但目前绝大多数的变频器正常工作电压范围为-15％～10％，因而无法满足低电压穿越的电压跌落深度要求；

2)选择具有失电再启动功能的变频器，如ABB-ACS510变频器，其能在厂用电瞬时失电后3s内重新自启动，然而，多台辅机(如给煤机)变频器的失电重启会造成炉膛负压的剧烈波动，对机组的安全运行造成极大的危害。同时，失电再启动也并非真正意义上的不间断连续运行，因而无法实现低电压穿越。

增加额外辅助穿越装置：

1)交流补偿方式：将动态电压恢复器(DVR)串入辅机变频器的动力电源与交流进线端之间，当发生电网电压跌落时，通过控制DVR快速地输出相应的电压幅值和相位来对变频器交流进线端的电压进行补偿，从而将变频器与电网电压跌落故障“隔离”开来以实现故障期间的不间断连续运行；

2)直流补偿方式：变频器自身的控制及其功率输出均来源于其直流母线，在电网电压跌落发生时对变频器的直流母线进行补偿供电确保其母线电压稳定即可实现低电压穿越。目前的直流补偿装置可分为有源和无源两大类，有源装置一般采用直流蓄电池或不间断电源(UPS)而无源装置一般采用的是不控整流加升压电路的补偿原理(即AC/DC+DC/DC)。

2、软件层面

软件层面，即通过改进控制方法来实现低电压穿越，可划分为DCS控制逻辑改进和辅机变频器控制改进这两大类。

DCS控制逻辑改进：

此方案的前提是辅机变频器具有失电再启动功能，以给煤机为例，通过对锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)中的给煤机全停逻辑加以延时以避免电网电压跌落导致给煤机变频器全停时触发MFT信号，待电网电压恢复后变频器再跟踪当前的电机实际转速再启动。然而，此方案在本质上仅是人为地让DCS控制系统屏蔽掉故障信号，对于低压期间辅机变频器跳闸所带来的各种系统安全隐患并无任何改善作用，甚至会恶化事故的影响。因此，此方案治标不治本，实际可行性不大。

辅机变频器控制改进：

在电压跌落期间辅机变频器采用降转速恒磁通v/f控制方式，即当电压下降时降低变频器的控制频率以保持电机磁通不变，同时在负载允许的范围内降低转矩，从而实现变频器和电机两者在电网电压跌落期间的不间断安全连续运行。然而，v/f控制策略是基于电机的静态数学模型而建立，其在电网电压波动这种较快的动态过程中控制性能较差，而且v/f控制策略仅适用于50％～85％的低电压范围，因而无法完全满足低电压穿越的电压跌落深度要求。另外，v/f控制仅适用于电网电压对称跌落的情况，对于电网电压不对称跌落所带来的变频器母线电压波动及电机转矩脉动等负面影响其无法克服。

综上所述，目前已有的火电厂辅机变频器低电压穿越改造措施中仅有增加额外辅助穿越装置这一方案可满足电网低电压穿越的要求，然而，对于火电厂中众多的辅机变频器而言增加额外辅助穿越装置会大幅增加电厂的运行成本，且辅助装置与辅机变频器之间的协调控制问题也较为复杂，这些都制约了此种方案的推广应用。

为此，非常需要一种改进的火电厂辅机变频器低电压穿越改造措施，以满足电网低电压穿越的要求。

在本上下文中，本发明的实施方式期望提供一种火电厂辅机变频器控制系统及方法。

在本发明实施方式的第一方面中，提供了一种火电厂辅机变频器控制系统，包括：变频器、整流检测单元、整流控制单元、逆变检测单元、逆变控制单元；

所述变频器包括：

整流单元，为由绝缘栅双极型晶体管IGBT组成的三相桥式全控整流电路；

逆变单元，为由IGBT组成的三相桥式全控逆变电路；以及，

直流母线；

所述整流单元的输入端连接三相交流电源，输出端连接所述直流母线；

所述逆变单元的输入端连接所述直流母线，输出端连接电动机；

所述整流检测单元用于实时测量所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc，所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc，以及所述直流母线的实际电压V_dc；

所述整流控制单元用于根据所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc、所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc、所述直流母线的实际电压V_dc，以及所述整流单元的额定电流I_grate、所述直流母线的电压设定值V_{dc_ref}，控制所述整流单元中的IGBT打开或关断，以实现对所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc进行比例谐振PR闭环控制，进而使所述直流母线的实际电压V_dc保持在与其电压设定值V_{dc_ref}的差值小于一预设阈值的水平，同时输出一降速信号至所述逆变控制单元；

所述逆变检测单元用于实时测量所述整流单元的负载电流i_L、所述直流母线的实际电压V_dc、所述电动机的负载转矩T_L；

所述逆变控制单元根据所述整流单元的负载电流i_L、所述电动机的负载转矩T_L、所述直流母线的实际电压V_dc以及所述降速信号，设定转速值，并依据所述转速值调整所述逆变单元的输出电压以使所述电动机按照所述转速值转动，以使所述变频器实现低电压穿越。

在本发明实施方式的第二方面中，提供了一种火电厂辅机变频器控制方法，用于对一变频器进行控制，所述变频器包括：整流单元、逆变单元和直流母线；所述整流单元为由绝缘栅双极型晶体管IGBT组成的三相桥式全控整流电路；所述逆变单元为由IGBT组成的三相桥式全控逆变电路；所述整流单元的输入端连接三相交流电源，输出端连接所述直流母线；所述逆变单元的输入端连接所述直流母线，输出端连接电动机；所述火电厂辅机变频器控制方法，包括：

步骤A，实时测量所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc，所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc，以及所述直流母线的实际电压V_dc；

步骤B，根据所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc、所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc、所述直流母线的实际电压V_dc，以及所述整流单元的额定电流I_grate、所述直流母线的电压设定值V_{dc_ref}，控制所述整流单元中的IGBT打开或关断，以实现对所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc进行比例谐振PR闭环控制，进而使所述直流母线的实际电压V_dc保持在与其电压设定值V_{dc_ref}的差值小于一预设阈值的水平，同时输出一降速信号；

步骤C，实时测量所述整流单元的负载电流i_L、所述直流母线的实际电压V_dc、所述电动机的负载转矩T_L；

步骤D，根据所述整流单元的负载电流i_L、所述电动机的负载转矩T_L、所述直流母线的实际电压V_dc以及所述降速信号，设定转速值，并依据所述转速值调整所述逆变单元的输出电压以使所述电动机按照所述转速值转动，以使所述变频器实现低电压穿越。

借助于上述技术方案，本发明将“不控整流+逆变”的变频器结构改进为了“背靠背全控型”的四象限运行变频器结构，依据动态能量平衡原理设计了两者之间基于降速信号修正的协调控制算法；针对整流部分，提出了在正、反转同步速旋转坐标系中电流指令值的计算算法，并设计了低电压穿越的控制算法；针对逆变部分，提出了基于降速信号的电机转速闭环矢量控制设定值切换算法。利用本发明，当电网电压发生跌落时，无需外加辅助装置，仅通过对整流单元的控制即可维持直流母线电压的稳定，进而保持逆变单元对电动机的有效控制，实现低电压穿越；本发明针对不对称电压跌落情况，能在实现低压期间不间断连续运行的同时消除不对称电压跌落给辅机变频器系统所带来的负面影响；在电网电压波动这种较快的动态过程中，对所驱动电动机的转速给定进行合理设置并实现快速精确控制。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1是本发明提供的火电厂辅机变频器控制系统的结构示意图；

图2是本发明提供的火电厂辅机变频器控制方法的控制示意图之一；

图3是本发明提供的火电厂辅机变频器控制方法的控制示意图之二；

图4是本发明提供的火电厂辅机变频器控制方法的流程示意图；

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，提出了一种火电厂辅机变频器控制系统和方法。

在本文中，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

示例性系统

图1所示为本发明提供的火电厂辅机变频器控制系统的结构示意图，如图1，该火电厂辅机变频器控制系统包括变频器(图1中未示出)、整流检测单元100、整流控制单元200、逆变检测单元300和逆变控制单元400。

变频器具体包括整流单元500、逆变单元600和直流母线700。其中，整流单元500是由IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)组成的三相桥式全控整流电路；逆变单元600是由IGBT组成的三相桥式全控逆变电路；整流单元500的输入端连接三相交流电源(以下简称“电源”)，输出端连接直流母线700；逆变单元600的输入端连接直流母线700，输出端连接电动机M。

与传统的火电厂辅机变频器拓扑结构相比，本发明将“不控整流+逆变”的变频器结构改进为了“背靠背全控型”的四象限运行变频器结构，其优点在于当电网电压发生跌落时，无需外加辅助装置，仅通过对变频器自身整流部分的控制即可维持直流母线电压的稳定，进而保持变频器逆变部分对电机的有效控制，实现低电压穿越。

针对变频器的整流部分和逆变部分，本发明分别设计了相应的控制方法，以下分别进行介绍。

1、整流部分对应的控制方法

本发明针对整流部分设计的控制方法，其目标是确保在三相交流电源的电压(以下简称“电源电压”)发生跌落期间维持直流母线实际电压的稳定。

整流检测单元100用于实时测量整流单元500的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc，电源电压v_sa,v_sb,v_sc，以及直流母线700的实际电压V_dc。

可选地，整流检测单元100可以包括第一电流传感器、第一电压传感器、第二电压传感器和锁相环。其中，第一电流传感器用于实时测量整流单元500的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc；第一电压传感器用于实时测量电源电压v_sa,v_sb,v_sc；第二电压传感器用于实时测量直流母线700的实际电压V_dc。

整流控制单元200用于根据整流单元500的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc、电源电压v_sa,v_sb,v_sc、直流母线700的实际电压V_dc，以及整流单元500的额定电流I_grate、直流母线700的电压设定值V_{dc_ref}，控制整流单元500中的IGBT打开或关断，以实现对整流单元500的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc进行比例谐振PR闭环控制，进而使直流母线700的实际电压V_dc保持在与其电压设定值V_{dc_ref}的差值小于一预设阈值的水平(即维持直流母线电压的稳定)，同时输出一降速信号至逆变控制单元。

具体的，直流母线700的电压设定值V_{dc_ref}与变频器的电压等级以及电动机M的额定工作电压相关。

假设本申请中的预设阈值为F，则使直流母线700的实际电压V_dc保持在与其电压设定值V_{dc_ref}的差值小于一预设阈值的水平可以表示为:|V_dc-V_{dc_ref}|＜F。

可选地，整流控制单元200包括：

第一计算模块，用于获取整流单元500的额定电流I_grate，并根据该额定电流I_grate计算整流单元500的电流上限值I_gmax。具体实施时，一般设定I_gmax＝1.5I_grate。

第二计算模块，用于对整流检测单元100测量得到的整流单元500的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc和电源电压v_sa,v_sb,v_sc进行3s/2s三相静止坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下整流单元500的进线电流i_gα,i_gβ和两相静止坐标系下的电源电压v_sα,v_sβ。

第三计算模块，用于根据第二计算模块得到的两相静止坐标系下的电源电压v_sα,v_sβ，使用锁相环PLL方法获取两相静止坐标系下电源的正序电压正序电压相角θ₁、负序电压和负序电压相角-θ₁。

第四计算模块，用于根据第三计算模块得到的电源的正序电压相角θ₁和负序电压相角-θ₁，对两相静止坐标系下电源的正序电压和负序电压分别进行2s/2r两相静止坐标到两相旋转坐标的变换，得到电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压

第五计算模块，用于根据直流母线700的电压设定值V_{dc_ref}和整流检测单元100测量得到的直流母线700的实际电压V_dc，对直流母线700的电压进行比例积分PI闭环控制，得到变频器的有功功率指令P_g0，其目的是使直流母线700的实际电压V_dc保持在与其电压设定值V_{dc_ref}的差值小于上述预设阈值的水平。

第六计算模块，用于根据第四计算模块得到的电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压以及第五计算模块得到的变频器的有功功率指令P_g0，按照如下公式计算整流单元500的临时正、负序有功电流指令

$\left[\begin{array}{c}{i}_{gd+}^{p*}\\ i_{gd-}^{n*}\end{array}\right]=-\frac{2}{3}{\left[\begin{array}{cc}{v}_{sd+}^p& v_{sd-}^n\\ v_{sd-}^n& v_{sd+}^p\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{P}_{g0}\\ 0\end{array}\right];$

第七计算模块，用于根据第一计算模块得到的整流单元500的电流上限值I_gmax以及第四计算模块得到的电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压对第六计算模块得到的整流单元500的临时正、负序有功电流指令进行限幅处理；具体包括：

(1)若按照如下公式计算整流单元500的正、负序电流指令

$i_{gd+\_ref}^p,i_{gq+\_ref}^p,i_{gd-\_ref}^n,i_{gq-\_ref}^n:$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd+\_ref}^p=i_{gd+}^{p*}\\ i_{gq+\_ref}^p=\frac{v_{sd+}^p}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·a\·\frac{i_{gd+}^{p*}}{\left|i_{gd+}^{p*}\right|}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd-\_ref}^n-=i_{gd-}^{n*}\\ i_{gq-\_ref}^n=\frac{v_{sd-}^n}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·a\·\frac{i_{gd-}^{n*}}{\left|i_{gd-}^{n*}\right|}\end{array}\right.$

其中同时，将降速信号置为第一逻辑位准(例如置为0)并输出至逆变控制单元400，该第一逻辑位准的降速信号表示不需要改变电动机的转速；

(2)若按照如下公式计算整流单元500的正、负序电流指令 $i_{gd+\_ref}^p,i_{gq+\_ref}^p,i_{gd-\_ref}^n,i_{gq-\_ref}^n:$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd+\_ref}^p=\frac{v_{sd+}^p}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·I_{gmax}\·\frac{i_{gd+}^{p*}}{\left|i_{gd+}^{p*}\right|}\\ i_{gq+\_ref}^p=0\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd-\_ref}^n=\frac{v_{sd-}^n}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·I_{gmax}\·\frac{i_{gd}^{n*}}{\left|i_{gd-}^{n*}\right|}\\ i_{gq-\_ref}^n=0\end{array}\right.$

同时，将降速信号置为第二逻辑位准(例如置为1)并输出至逆变控制单元400，该第二逻辑位准的降速信号表示电源电压发生了跌落，需要适当调整电动机的转速。

第八计算模块，用于根据第三计算模块得到的电源的正序电压相角θ₁和负序电压相角-θ₁，对整流单元500的正序电流指令和负序电流指令分别进行正、负序2r/2s两相旋转坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下整流单元500的电流指令i_{gα_ref},i_{gβ_ref}。

第九计算模块，用于根据第二计算模块得到的两相静止坐标系下整流单元500的进线电流i_gα,i_gβ和第八计算模块得到的两相静止坐标系下整流单元500的电流指令i_{gα_ref},i_{gβ_ref}，对整流单元500的进线电流进行比例谐振PR闭环控制，得到整流单元500的电压控制量u′_gα和u′_gβ。

第十计算模块，用于根据第二计算模块得到的两相静止坐标系下电源电压v_sα,v_sβ以及第九计算模块得到的整流单元500的电压控制量u′_gα,u′_gβ，按照如下公式计算得到整流单元500的调制电压指令u_gα和u_gβ：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{g\mathrm{\α}}=-u_{g\mathrm{\α}}^{\′}+v_{s\mathrm{\α}}\\ u_{g\mathrm{\β}}=-u_{g\mathrm{\β}}^{\′}+v_{S\mathrm{\β}}\end{array}\right.$

第十一计算模块，用于根据第十计算模块得到的整流单元500的调制电压指令u_gα,u_gβ，进行空间矢量脉宽调制SVPWM得到一控制开关信号，并根据控制开关信号控制整流单元500中的IGBT打开或关断。

本发明在设计针对整流部分的控制方法时，考虑到了整流单元电流输出能力的限制，提出了其在正、反转同步速旋转坐标系中电流指令值的计算算法，并基于比例谐振电流控制器设计了其低电压穿越的控制算法。这种控制方法的优点在于：同时适用于对称/不对称低电压穿越，且针对不对称电压跌落情况，能在实现低压期间不间断连续运行的同时消除不对称电压跌落给辅机变频器系统所带来的负面影响。

2、逆变部分对应的控制方法

本发明针对逆变部分设计的控制方法，其目标是对变频器所驱动的电动机转速的快速精确控制。为此，本发明基于转子磁链定向的感应电机矢量控制方法，提出了设定转速值以调整电动机转速的方法。

逆变检测单元300用于实时测量整流单元500的负载电流i_L、直流母线700的实际电压V_dc、电动机的负载转矩T_L。

可选地，逆变检测单元300可以包括：第二电流传感器、第三电压传感器和转矩传感器。其中，第二电流传感器用于实时测量整流单元500的负载电流i_L；第三电压传感器用于实时测量直流母线700的实际电压V_dc；转矩传感器用于实时测量电动机的负载转矩T_L。

逆变控制单元400根据整流单元500的负载电流i_L、电动机的负载转矩T_L、直流母线700的实际电压V_dc以及降速信号，设定转速值，并依据转速值调整逆变单元600的输出电压以使电动机按照转速值转动，以使所述变频器实现低电压穿越。

可选地，逆变控制单元400包括：

判断模块，用于判断降速信号为第一逻辑位准(例如是0)还是第二逻辑位准(例如是1)。

设定模块，用于当降速信号为第一逻辑位准时，表示不需要改变电动机的转速，设定转速值保持不变，即保持电动机的转速与接收该降速信号之前一样；当降速信号为第二逻辑位准时，表示此时电源电压发生了跌落并需要适当调整电动机的转速，则利用整流单元500的负载电流i_L、接收该降速信号时(也是电源电压发生跌落时)的电动机的负载转矩T_L(由逆变检测单元300测量得到)、直流母线700的实际电压V_dc，按照如下公式设定转速值：

${\mathrm{\ω}}^{*}=\frac{i_L{V}_{dc}}{T_L}.$

控制模块，用于根据设定模块设定的转速值，依据转子磁链定向的感应电机矢量控制方法，调整逆变单元600的输出电压以使电动机按照转速值转动。具体的矢量控制过程为现有技术，本发明不再赘述。

本发明在设计针对逆变部分的控制方法时，提出了基于降速信号的电动机转速闭环矢量控制设定值切换算法，其优点在于：在电网电压波动这种较快的动态过程中，可依据电压跌落的深度及动态输入能量的多少，来对变频器所驱动的电动机的转速给定进行合理设置并实现快速精确控制。

示例性方法

图4为本发明提供的火电厂辅机变频器控制方法的流程示意图，该方法用于对一背靠背式拓扑结构的变频器进行控制。

如图1所示，变频器包括：整流单元500、逆变单元600和直流母线700。其中，整流单元500是由IGBT组成的三相桥式全控整流电路；逆变单元600是由IGBT组成的三相桥式全控逆变电路；整流单元500的输入端连接三相交流电源(以下简称“电源”)，输出端连接直流母线700；逆变单元600的输入端连接直流母线700，输出端连接电动机。

与传统的火电厂辅机变频器拓扑结构相比，本发明将“不控整流+逆变”的变频器结构改进为了“背靠背全控型”的四象限运行变频器结构，其优点在于当电网电压发生跌落时，无需外加辅助装置，仅通过对变频器自身整流部分的控制即可维持直流母线电压的稳定，进而保持变频器逆变部分对电机的有效控制，实现低电压穿越。

如图4所示，该火电厂辅机变频器控制方法，包括：

步骤S41，实时测量整流单元500的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc，三相交流电源的电压(以下简称“电源电压”)v_sa,v_sb,v_sc，以及直流母线700的实际电压V_dc。

具体实施时，该步骤可以利用电流传感器测量整流单元500的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc；利用电压传感器测量电源电压v_sa,v_sb,v_sc以及直流母线700的实际电压V_dc。

步骤S42，根据整流单元500的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc、电源电压v_sa,v_sb,v_sc、直流母线700的实际电压V_dc，以及整流单元500的额定电流I_grate、直流母线700的电压设定值V_{dc_ref}，控制整流单元500中的IGBT打开或关断，以实现对整流单元500的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc进行比例谐振PR闭环控制，进而使直流母线700的实际电压V_dc保持在与其电压设定值V_{dc_ref}的差值小于一预设阈值的水平(即维持直流母线电压的稳定)，同时输出一降速信号。

具体的，直流母线700的电压设定值V_{dc_ref}与变频器的电压等级以及电动机M的额定工作电压相关。

参照图2-图3所示的控制图，步骤S42具体包括如下步骤：

步骤S4201，获取整流单元500的额定电流I_grate，并根据该额定电流I_grate计算整流单元500的电流上限值I_gmax。具体实施时，一般设定I_gmax＝1.5I_grate。

步骤S4202，对步骤S41整流单元500的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc和电源电压v_sa,v_sb,v_sc进行3s/2s三相静止坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下整流单元500的进线电流i_gα,i_gβ和两相静止坐标系下的电源电压v_sα,v_sβ。

步骤S4203，根据步骤S4202得到的两相静止坐标系下的电源电压v_sα,v_sβ，使用锁相环PLL方法获取两相静止坐标系下电源的正序电压正序电压相角θ₁、负序电压和负序电压相角-θ₁。

步骤S4204，根据步骤S4203得到的电源的正序电压相角θ₁和负序电压相角-θ₁，对两相静止坐标系下电源的正序电压和负序电压分别进行2s/2r两相静止坐标到两相旋转坐标的变换，得到电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压

步骤S4205，根据直流母线700的电压设定值V_{dc_ref}和步骤S41测量得到的直流母线700的实际电压V_dc，对直流母线700的电压进行比例积分PI闭环控制，得到变频器的有功功率指令P_g0，其目的使直流母线700的实际电压V_dc保持在与其电压设定值V_{dc_ref}的差值小于上述预设阈值的水平。

步骤S4206，根据步骤S4204得到的电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压以及步骤S4205得到的变频器的有功功率指令P_g0，按照如下公式计算整流单元500的临时正、负序有功电流指令

$\left[\begin{array}{c}{i}_{gd+}^{p*}\\ i_{gd-}^{n*}\end{array}\right]=-\frac{2}{3}{\left[\begin{array}{cc}{v}_{sd+}^p& v_{sd-}^n\\ v_{sd-}^n& v_{sd+}^p\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{P}_{g0}\\ 0\end{array}\right]$ (公式1)；

步骤S4207，根据步骤S4201得到的整流单元500的电流上限值I_gmax以及步骤S4204得到的电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压对步骤S4206得到的整流单元500的临时正、负序有功电流指令进行限幅处理；具体包括：

(1)若按照如下公式计算整流单元500的正、负序电流指令 $i_{gd+\_ref}^p,i_{gq+\_ref}^p,i_{gd-\_ref}^n,i_{gq-\_ref}^n:$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd+\_ref}^p=i_{gd+}^{p*}\\ i_{gq+\_ref}^p-=\frac{v_{sd+}^p}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·a\·\frac{i_{gd+}^{p*}}{\left|i_{gd+}^{p*}\right|}\end{array}\right.$

(公式2)；

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd-\_ref}^n=i_{gd-}^{n*}\\ i_{gq-\_ref}^n=\frac{v_{sd-}^n}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·a\·\frac{i_{gd-}^{n*}}{\left|i_{gd-}^{n*}\right|}\end{array}\right.$

其中同时，将降速信号置为第一逻辑位准(例如置为0)并输出；

(2)若按照如下公式计算整流单元500的正、负序电流指令 $i_{gd+\_ref}^p,i_{gq+\_ref}^p,i_{gd-\_ref}^n,i_{gq-\_ref}^n:$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd+\_ref}^p=\frac{v_{sd+}^p}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·I_{gmax}\frac{i_{gd+}^{p*}}{\left|i_{gd+}^{p*}\right|}\\ i_{gq+\_ref}^p=0\end{array}\right.$

(公式3)；

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd-\_ref}^n=\frac{v_{sd-}^n}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·I_{gmax}\frac{i_{gd-}^{n*}}{\left|i_{gd-}^{n*}\right|}\\ i_{gq-\_ref}^n=0\end{array}\right.$

同时，将降速信号置为第二逻辑位准(例如置为1)并输出。

步骤S4208，根据步骤S4203得到的电源的正序电压相角θ₁和负序电压相角-θ₁，对整流单元500的正序电流指令和负序电流指令分别进行正、负序2r/2s两相旋转坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下整流单元500的电流指令i_{gα_ref},i_{gβ_ref}。

步骤S4209，根据步骤S4202得到的两相静止坐标系下整流单元500的进线电流i_gα,i_gβ和步骤S4208得到的两相静止坐标系下整流单元500的电流指令i_{gα_ref},i_{gβ_ref}，对整流单元500的进线电流进行比例谐振PR闭环控制，得到整流单元500的电压控制量u′_gα和u′_gβ。

步骤S4210，根据步骤S4202得到的两相静止坐标系下电源电压v_sα,v_sβ以及步骤S4209得到的整流单元500的电压控制量u′_gα,u′_gβ，按照如下公式计算得到整流单元500的调制电压指令u_gα和u_gβ：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{g\mathrm{\α}}=-u_{g\mathrm{\α}}^{\′}+v_{s\mathrm{\α}}\\ u_{g\mathrm{\β}}=-u_{g\mathrm{\β}}^{\′}+v_{S\mathrm{\β}}\end{array}\right.$

步骤S4211，根据步骤S4210得到的整流单元500的调制电压指令u_gα,u_gβ，进行空间矢量脉宽调制SVPWM得到一控制开关信号，并根据控制开关信号控制整流单元500中的IGBT打开或关断。

本发明在设计针对整流部分的控制方法时，考虑到了整流单元500电流输出能力的限制，提出了其在正、反转同步速旋转坐标系中电流指令值的计算算法，并基于比例谐振电流控制器设计了其低电压穿越的控制算法，其优点在于：同时适用于对称/不对称低电压穿越，且针对不对称电压跌落情况，能在实现低压期间不间断连续运行的同时消除不对称电压跌落给辅机变频器系统所带来的负面影响。

步骤S43，实时测量整流单元500的负载电流i_L、直流母线700的实际电压V_dc、电动机的负载转矩T_L。

具体实施时，该步骤可以利用电流传感器实时测量整流单元500的负载电流i_L；利用电压传感器所述测量直流母线700的实际电压V_dc；利用转矩传感器所述测量电动机的负载转矩T_L。

步骤S44，根据整流单元500的负载电流i_L、电动机的负载转矩T_L、直流母线700的实际电压V_dc以及降速信号，设定转速值，并依据转速值调整逆变单元600的输出电压以使电动机按照转速值转动，以使所述变频器实现低电压穿越。

具体实施时，步骤S44具体可以包括如下步骤：

步骤S441，判断降速信号为第一逻辑位准还是第二逻辑位准。

步骤S442，当降速信号为第一逻辑位准时，表示不需要改变电动机的转速，设定转速值保持不变，即保持电动机的转速与接收该降速信号之前一样；当降速信号为第二逻辑位准时，表示此时电源电压发生了跌落并需要适当调整电动机的转速，则利用整流单元500的负载电流i_L、接收该降速信号时(也是电源电压发生跌落时)的电动机的负载转矩T_L、直流母线700的实际电压V_dc，按照如下公式设定转速值：

${\mathrm{\ω}}^{*}=\frac{i_L{V}_{dc}}{T_L};$

步骤S443，根据转速值，依据转子磁链定向的感应电机矢量控制方法，调整逆变单元600的输出电压以使电动机按照转速值转动。具体的矢量控制过程为现有技术，本发明不再赘述。

本发明在设计针对逆变部分的控制方法时，提出了基于降速信号的电动机转速闭环矢量控制设定值切换算法，其优点在于：在电网电压波动这种较快的动态过程中，可依据电压跌落的深度及动态输入能量的多少，来对变频器所驱动的电动机的转速给定进行合理设置并实现快速精确控制。

需要说明的是，本发明对步骤S41与步骤S43的执行先后顺序不作限定，例如，可以是两者同时执行，或其中之一先于另一个执行。

综上所述，与现有的增加额外辅助穿越装置的方案相比，本发明着眼于挖掘火电厂辅机变频器自身在电网电压跌落期间的控制能力，旨在对现有的变频器拓扑结构进行改进并设计其相应的控制方法，以实现在满足低电压穿越要求的同时降低电厂运行成本的目的。需要强调的是，现有的改造措施均仅针对电网电压对称跌落情况所设计，当电网电压发生不对称跌落时，电网负序电压的存在会使得火电厂辅机变频器的母线电压中存在二倍频的波动分量进而严重影响其所驱动设备的安全稳定运行。本发明所提变频器控制方法将同时适用于对称/不对称低电压穿越，且针对不对称电压跌落情况，能在实现低压期间不间断连续运行的同时消除不对称电压跌落给辅机变频器系统所带来的负面影响。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了火电厂辅机变频器控制系统的若干单元\模块，但是这种划分仅仅并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元\模块的特征和功能可以在一个单元\模块中具体化。反之，上文描述的一个单元\模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元\模块来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (10)

1.一种火电厂辅机变频器控制系统，其特征在于，包括：变频器、整流检测单元、整流控制单元、逆变检测单元、逆变控制单元；

所述变频器包括：

整流单元，为由绝缘栅双极型晶体管IGBT组成的三相桥式全控整流电路；

逆变单元，为由IGBT组成的三相桥式全控逆变电路；以及，

直流母线；

所述整流单元的输入端连接三相交流电源，输出端连接所述直流母线；

所述逆变单元的输入端连接所述直流母线，输出端连接电动机；

所述整流检测单元用于实时测量所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc，所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc，以及所述直流母线的实际电压V_dc；

所述整流控制单元用于根据所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc、所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc、所述直流母线的实际电压V_dc，以及所述整流单元的额定电流I_grate、所述直流母线的电压设定值V_{dc_ref}，控制所述整流单元中的IGBT打开或关断，以实现对所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc进行比例谐振PR闭环控制，进而使所述直流母线的实际电压V_dc保持在与其电压设定值V_{dc_ref}的差值小于一预设阈值的水平，同时输出一降速信号至所述逆变控制单元；

所述逆变检测单元用于实时测量所述整流单元的负载电流i_L、所述直流母线的实际电压V_dc、所述电动机的负载转矩T_L；

所述逆变控制单元根据所述整流单元的负载电流i_L、所述电动机的负载转矩T_L、所述直流母线的实际电压V_dc以及所述降速信号，设定转速值，并依据所述转速值调整所述逆变单元的输出电压以使所述电动机按照所述转速值转动，以使所述变频器实现低电压穿越。

2.根据权利要求1所述的火电厂辅机变频器控制系统，其特征在于，所述整流控制单元包括：

第一计算模块，用于获取所述整流单元的额定电流I_grate，并根据该额定电流I_grate计算所述整流单元的电流上限值I_gmax；

第二计算模块，用于对所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc和所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc进行3s/2s三相静止坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下所述整流单元的进线电流i_gα,i_gβ和所述三相交流电源的电压v_sα,v_sβ；

第三计算模块，用于根据两相静止坐标系下所述三相交流电源的电压v_sα,v_sβ，使用锁相环PLL方法获取两相静止坐标系下所述三相交流电源的正序电压正序电压相角θ₁、负序电压和负序电压相角-θ₁；

第四计算模块，用于根据所述三相交流电源的正序电压相角θ₁和负序电压相角-θ₁，对两相静止坐标系下所述三相交流电源的正序电压和负序电压分别进行2s/2r两相静止坐标到两相旋转坐标的变换，得到所述三相交流电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压

第五计算模块，用于根据所述直流母线的电压设定值V_{dc_ref}和实际电压V_dc，对所述直流母线的电压进行比例积分PI闭环控制，得到所述变频器的有功功率指令P_g0；

第六计算模块，用于根据所述三相交流电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压以及所述变频器的有功功率指令P_g0，按照如下公式计算所述整流单元的临时正、负序有功电流指令

$\left[\begin{array}{c}{i}_{gd+}^{p*}\\ i_{gd-}^{n*}\end{array}\right]=-\frac{2}{3}{\left[\begin{array}{cc}{v}_{sd+}^p& v_{sd-}^n\\ v_{sd-}^n& v_{sd+}^p\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{P}_{g0}\\ 0\end{array}\right];$

第七计算模块，用于根据所述整流单元的电流上限值I_gmax以及所述三相交流电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压对所述整流单元的临时正、负序有功电流指令进行限幅处理；

若按照如下公式计算所述整流单元的正、负序电流指令 $i_{gd+\_ref}^p,i_{gq+\_ref}^p,i_{gd-\_ref}^n,i_{gq-\_ref}^n:$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd+\_ref}^p=i_{gd+}^{p*}\\ i_{gq+\_ref}^p=\frac{v_{sd+}^p}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·a\·\frac{i_{gd+}^{p*}}{\left|i_{gd+}^{p*}\right|}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd-\_ref}^n=i_{gd-}^{n*}\\ i_{gq-\_ref}^n=\frac{v_{sd-}^n}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·a\·\frac{i_{gd-}^{n*}}{\left|i_{gd-}^{n*}\right|}\end{array}\right.$

其中同时，将所述降速信号置为第一逻辑位准并输出至所述逆变控制单元；

若将按照如下公式计算所述整流单元的正、负序电流指令 $i_{gd+\_ref}^p,i_{gq+\_ref}^p,i_{gd-\_ref}^n,i_{gq-\_ref}^n:$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd+\_ref}^p=\frac{v_{sd+}^p}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·I_{gmax}\·\frac{i_{gd+}^{p*}}{\left|i_{gd+}^{p*}\right|}\\ i_{gq+\_ref}^p=0\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd-\_ref}^n=\frac{v_{sd-}^n}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·I_{gmax}\·\frac{i_{gd-}^{n*}}{\left|i_{gd-}^{n*}\right|}\\ i_{gq-\_ref}^n=0\end{array}\right.$

同时，将所述降速信号置为第二逻辑位准并输出至所述逆变控制单元；

第八计算模块，用于根据所述三相交流电源的正序电压相角θ₁和负序电压相角-θ₁，对所述整流单元的正序电流指令和负序电流指令分别进行正、负序2r/2s两相旋转坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下所述整流单元的电流指令i_{gα_ref},i_{gβ_ref}；

第九计算模块，用于根据两相静止坐标系下的所述整流单元的进线电流i_gα,i_gβ和电流指令i_{gα_ref},i_{gβ_ref}，对所述整流单元的进线电流进行比例谐振PR闭环控制，得到所述整流单元的电压控制量u′_gα和u′_gβ；

第十计算模块，用于根据两相静止坐标系下所述三相交流电源的电压v_sα,v_sβ以及所述整流单元的电压控制量u′_gα,u′_gβ，按照如下公式计算得到所述整流单元的调制电压指令u_gα和u_gβ：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{g\mathrm{\α}}=-u_{g\mathrm{\α}}^{\′}+v_{s\mathrm{\α}}\\ u_{g\mathrm{\β}}=-u_{g\mathrm{\β}}^{\′}+v_{s\mathrm{\β}}\end{array}\right.$

第十一计算模块，用于根据所述整流单元的调制电压指令u_gα,u_gβ，进行空间矢量脉宽调制SVPWM得到一控制开关信号，并根据所述控制开关信号控制所述整流单元中的IGBT打开或关断。

3.根据权利要求2所述的火电厂辅机变频器控制系统，其特征在于，所述逆变控制单元包括：

判断模块，用于判断所述降速信号为所述第一逻辑位准还是所述第二逻辑位准；

设定模块，用于当所述降速信号为所述第一逻辑位准时，设定转速值保持不变；当所述降速信号为所述第二逻辑位准时，利用所述整流单元的负载电流i_L、接收所述降速信号时所述电动机的负载转矩T_L、所述直流母线的实际电压V_dc，按照如下公式设定转速值：

${\mathrm{\ω}}^{*}=\frac{i_L{V}_{dc}}{T_L};$

控制模块，用于根据所述转速值，依据转子磁链定向的感应电机矢量控制方法，调整所述逆变单元的输出电压以使所述电动机按照所述转速值转动。

4.根据权利要求1所述的火电厂辅机变频器控制系统，其特征在于，所述整流检测单元包括：

第一电流传感器，用于实时测量所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc；

第一电压传感器，用于实时测量所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc；

第二电压传感器，用于实时测量所述直流母线的实际电压V_dc。

5.根据权利要求1所述的火电厂辅机变频器控制系统，其特征在于，所述逆变检测单元包括：

第二电流传感器，用于实时测量所述整流单元的负载电流i_L；

第三电压传感器，用于实时测量所述直流母线的实际电压V_dc；

转矩传感器，用于实时测量所述电动机的负载转矩T_L。

6.一种火电厂辅机变频器控制方法，其特征在于，用于对一变频器进行控制，所述变频器包括：整流单元、逆变单元和直流母线；所述整流单元为由绝缘栅双极型晶体管IGBT组成的三相桥式全控整流电路；所述逆变单元为由IGBT组成的三相桥式全控逆变电路；所述整流单元的输入端连接三相交流电源，输出端连接所述直流母线；所述逆变单元的输入端连接所述直流母线，输出端连接电动机；所述火电厂辅机变频器控制方法，包括：

步骤A，实时测量所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc，所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc，以及所述直流母线的实际电压V_dc；

步骤B，根据所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc、所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc、所述直流母线的实际电压V_dc，以及所述整流单元的额定电流I_grate、所述直流母线的电压设定值V_{dc_ref}，控制所述整流单元中的IGBT打开或关断，以实现对所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc进行比例谐振PR闭环控制，进而使所述直流母线的实际电压V_dc保持在与其电压设定值V_{dc_ref}的差值小于一预设阈值的水平，同时输出一降速信号；

步骤C，实时测量所述整流单元的负载电流i_L、所述直流母线的实际电压V_dc、所述电动机的负载转矩T_L；

步骤D，根据所述整流单元的负载电流i_L、所述电动机的负载转矩T_L、所述直流母线的实际电压V_dc以及所述降速信号，设定转速值，并依据所述转速值调整所述逆变单元的输出电压以使所述电动机按照所述转速值转动，以使所述变频器实现低电压穿越。

7.根据权利要求6所述的火电厂辅机变频器控制方法，其特征在于，所述步骤B包括：

步骤B01，获取所述整流单元的额定电流I_grate，并根据该额定电流I_grate计算所述整流单元的电流上限值I_gmax；

步骤B02，对所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc和所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc进行3s/2s三相静止坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下所述整流单元的进线电流i_gα,i_gβ和所述三相交流电源的电压v_sα,v_sβ；

步骤B03，根据两相静止坐标系下所述三相交流电源的电压v_sα,v_sβ，使用锁相环PLL方法获取两相静止坐标系下所述三相交流电源的正序电压正序电压相角θ₁、负序电压和负序电压相角-θ₁；

步骤B04，根据所述三相交流电源的正序电压相角θ₁和负序电压相角-θ₁，对两相静止坐标系下所述三相交流电源的正序电压和负序电压分别进行2s/2r两相静止坐标到两相旋转坐标的变换，得到所述三相交流电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压

步骤B05，根据所述直流母线的电压设定值V_{dc_ref}和实际电压V_dc，对所述直流母线的电压进行比例积分PI闭环控制，得到所述变频器的有功功率指令P_g0；

步骤B06，根据所述三相交流电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压以及所述变频器的有功功率指令P_g0，按照如下公式计算所述整流单元的临时正、负序有功电流指令

$\left[\begin{array}{c}{i}_{gd+}^{p*}\\ i_{gd-}^{n*}\end{array}\right]=-\frac{2}{3}{\left[\begin{array}{cc}{v}_{sd+}^p& v_{sd-}^n\\ v_{sd-}^n& v_{sd+}^p\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{P}_{g0}\\ 0\end{array}\right];$

步骤B07，根据所述整流单元的电流上限值I_gmax以及所述三相交流电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压对所述整流单元的临时正、负序有功电流指令进行限幅处理；

若则按照如下公式计算所述整流单元的正、负序电流指令 $i_{gd+\_ref}^p,i_{gq+\_ref}^p,i_{gd-\_ref}^n,i_{gq-\_ref}^n:$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd+\_ref}^p=i_{gd+}^{p*}\\ i_{gq+\_ref}^p=\frac{v_{sd+}^p}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·a\·\frac{i_{gd+}^{p*}}{\left|i_{gd+}^{p*}\right|}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd-\_ref}^n=i_{gd-}^{n*}\\ i_{gq-\_ref}^n=\frac{v_{sd-}^n}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·a\·\frac{i_{gd-}^{n*}}{\left|i_{gd-}^{n*}\right|}\end{array}\right.$

其中同时，将所述降速信号置为第一逻辑位准并输出；

否则，将按照如下公式计算所述整流单元的正、负序电流指令

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd+\_ref}^p=\frac{v_{sd+}^p}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·I_{gmax}\·\frac{i_{gd+}^{p*}}{\left|i_{gd+}^{p*}\right|}\\ i_{gq+\_ref}^p=0\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{gd-\_ref}^n=\frac{v_{sd-}^n}{v_{sd+}^p+v_{sd-}^n}\·I_{gmax}\·\frac{i_{gd-}^{n*}}{\left|i_{gd-}^{n*}\right|}\\ i_{gq-\_ref}^n=0\end{array}\right.$

同时，将所述降速信号置为第二逻辑位准并输出；

步骤B08，根据所述三相交流电源的正序电压相角θ₁和负序电压相角-θ₁，对所述整流单元的正序电流指令和负序电流指令分别进行正、负序2r/2s两相旋转坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下所述整流单元的电流指令i_{gα_ref},i_{gβ_ref}；

步骤B09，根据两相静止坐标系下的所述整流单元的进线电流i_gα,i_gβ和电流指令i_{gα_ref},i_{gβ_ref}，对所述整流单元的进线电流进行比例谐振PR闭环控制，得到所述整流单元的电压控制量u′_gα和u′_gβ；

步骤B10，根据两相静止坐标系下所述三相交流电源的电压v_sα,v_sβ以及所述整流单元的电压控制量u′_gα,u′_gβ，按照如下公式计算得到所述整流单元的调制电压指令u_gα和u_gβ：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{g\mathrm{\α}}=-u_{g\mathrm{\α}}^{\′}+v_{s\mathrm{\α}}\\ u_{g\mathrm{\β}}=-u_{g\mathrm{\β}}^{\′}+v_{s\mathrm{\β}}\end{array}\right.$

步骤B11，根据所述整流单元的调制电压指令u_gα,u_gβ，进行空间矢量脉宽调制SVPWM得到一控制开关信号，并根据所述控制开关信号控制所述整流单元中的IGBT打开或关断。

8.根据权利要求7所述的火电厂辅机变频器控制方法，其特征在于，所述步骤D包括：

步骤D01，判断所述降速信号为所述第一逻辑位准还是所述第二逻辑位准；

步骤D02，当所述降速信号为所述第一逻辑位准时，设定转速值保持不变；当所述降速信号为所述第二逻辑位准时，利用所述整流单元的负载电流i_L、接收所述降速信号时所述电动机的负载转矩T_L、所述直流母线的实际电压V_dc，按照如下公式设定转速值：

${\mathrm{\ω}}^{*}=\frac{i_L{V}_{dc}}{T_L};$

步骤D03，根据所述转速值，依据转子磁链定向的感应电机矢量控制方法，调整所述逆变单元的输出电压以使所述电动机按照所述转速值转动。

9.根据权利要求6所述的火电厂辅机变频器控制方法，其特征在于，所述步骤A包括：利用电流传感器实时测量所述整流单元的三相进线电流i_ga,i_gb,i_gc；利用电压传感器实时测量所述三相交流电源的电压v_sa,v_sb,v_sc以及所述直流母线的实际电压V_dc。

10.根据权利要求6所述的火电厂辅机变频器控制方法，其特征在于，所述步骤C包括：

利用电流传感器实时测量所述整流单元的负载电流i_L；利用电压传感器实时测量所述直流母线的实际电压V_dc；利用转矩传感器实时测量所述电动机的负载转矩T_L。