CN110336323A - 一种改进的低压穿越控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种改进的低压穿越控制系统；系统利用新型磁链观测器对转子侧进行控制，利用主动式撬棒保护电路和低压穿越无功功率补偿相结合。当电网电压发生跌落故障时，转子侧和定子侧过电流、过电压，损坏功率器件，影响系统稳定运行；其中新型磁链观测器控制在低频时电流模式起作用，高频时电压模式起作用，增大了双馈感应电机运行频率，这种新型观测器内部包含一种自适应速度观测器，可以提高转子磁链电压精度，增强了系统鲁棒性。利用撬棒保护电路对电网故障时双馈风力发电系统的低压穿越问题进行解决，运用了晶闸管投切电容器电路（TSC），解决了双馈感应电机在异步运行时的无功需求问题。
Description
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种改进的低压穿越控制系统、低压穿越无功功率补偿方法及转子侧变换器新型磁链观测器控制。
背景技术
随着当前经济突飞猛进的发展，人类对能源的需求在逐年上升，而能源是人类生存和发展的重要物质基础，常见的能源正在逐步减少，例如，煤、石油和天然气，且有一些能源开采不便，这时风能就是新能源的不二选择。风能作为一种新能源，具有取之不尽、用之不竭、可再生的特点，最重要风能为无污染能源。这使得风力发电成为目前新能源发电最热技术，同时也是开发规模最大的发电方式，受到各国的普遍重视。对于风力发电机组普遍选用双馈风力发电机，而双馈型风力发电机由于其定、转子直接挂网，不能有效隔离与电网间的联系。因此风电机组对电网在故障情况下，小容量励磁变频器对整个系统的控制能力受到限制，导致风电机组的电网故障穿越能力较弱，为了保证电网运行安全，要求风电机组具备一定低压穿越能力与稳定运行能力。
在电网电压发生故障时，双馈感应电机的定子磁链产生振荡，进而在转子绕组中感应出很大的瞬时电压，系统的电磁转矩和输出功率都会发生波动，不仅危害风机的机械部件，也影响电网的安全运行。而转子侧运用主动式撬棒保护电路，这种电路可以在故障发生时投入，以保护转子侧变流器。使用主动式撬棒电路的优点是简单有效，即使在风机大功率发电且电网严重故障下也可以有效保护电机，实现低压穿越的功能。当主动式撬棒电路投入时，双馈感应电机失去了控制作用，以鼠笼电机的方式运转，从电网中吸收感性无功功率，会加重电网电压的下降，不利于电网的恢复。因此检测电网需要补充大量无功时，TSC电路接入电网，为电网补充所需的无功，完成低压穿越。TSC电路结构简单价格低廉适于大面积使用。低压穿越结束后，转子侧变换器开始正常运行并采用新型磁链观测器控制，与传统的电压型磁链观测器相比较加入了电流型模式，电机在低频区域工作时，电流模式起作用，维持了电机在低频区域运行的稳定，这种新型磁链观测器还包括自适应速度观测器，可以提高转子磁链电压的精确度，增强了系统的鲁棒性。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足，提供一种改进的低压穿越控制系统既解决了电网故障时双馈风力发电系统的低压穿越问题，也增大了风机运行的频率范围，增强了风机运行系统的鲁棒性，运用了TSC，解决了双馈感应电机在异步运行时的无功需求问题；
本发明的技术方案：
技术方案一
一种改进的低压穿越控制系统，包括三相电网、电抗器、转子侧变换器、网侧变换器、TSC电路、网侧变压器、双馈感应电机、直流电容和主控制模块；所述三相电网分别与电抗器、网侧变压器、双馈感应电机和检测模块连接，所述电抗器与TSC电路连接，所述直流电容与网侧变换器、网侧变压器与检测模块连接，所述检测模块的输出端与主控制模块连接，所述主控制模块的输出端分别与转子侧变换器和网侧变换器，所述转子侧变换器分别与双馈感应电机、直流电容连接。
进一步地，所述检测模块包括电压检测模块、电流检测模块、电压检测调理模块和补偿电流检测模块；所述电压检测模块的两端和电流检测模块的两端均分别与三相电网、主控制模块连接，所述电压检测调理模块的两端分别与直流电容、主控制模块连接，所述补偿电流检测模块分别与三相电网、电抗器、主控制模块连接。
进一步地，所述电压检测模块、电流检测模块、电压检测调理模块和补偿电流检测模块均采用霍尔传感器。
进一步地，还包括第一驱动电路和第二驱动电路；所述第一驱动电路的输入端与主控制模块连接，所述第一驱动电路的输出端与转子变换器连接，所述第二驱动电路的输出端与网侧侧变换器连接，。
进一步地，所述主动式撬棒电路包括一个二极管整流桥，一个关断器件，一个卸荷电阻。
技术方案二
一种基于技术方案一所述一种改进的低压穿越控制系统、低压穿越无功功率补偿方法及转子侧变换器新型磁链观测器控制，包括以下步骤：
步骤a1、三相电网通电，三相电网正常运行；
步骤a2、实时判断三相电网电压是否发生跌落故障，若是，执行步骤a3；
步骤a3、通过检测模块分别采集三相电网发生故障时的电流和电压；检测双馈感应电机定子电流是否急剧增大；
步骤a4、将故障时采集的电压和电流送入主控制模块，主动式撬棒保护电路接入切断转子变换器侧，达到低压穿越的目的；
步骤a5、通过检测模块分别采集三相电网，电压补偿电流检测模块，将采集到的电压电流信号送入主控制模块，TSC电路接入为电网提供无功，经过处理后，达到无功功率补偿目的。
步骤a6、网侧变换器正常运行，直流电容充电，转子侧变换器采用新型磁链观测器控制第一驱动电路，双馈感应电机正常运转，电网恢复正常运行。
技术方案三
一种基于技术方案二所述新型磁链观测器与控制方法，包括以下步骤：
步骤b1、根据双馈感应电机(12)工作原理得出转子和定子的电压磁链基本方程，如下：
步骤b2、在两相静止坐标系(α、β轴系)下基于电压模型的转子磁链计算表达式：
经过转子磁链定向后，转子磁链可以直接通过定子电流在转子磁链坐标系的d轴电流为：
步骤b3、通过电流模型得到转子磁链ψαβr-i，通过电压模型得到转子磁链ψαβr-u，ψαβr-i低通滤波与ψαβr-u高通滤波后叠加，即为电流的电压混合模型得到的磁链ψαβr-ui：
两个模型的切换频率ωc通过设定补偿器的参数Kpψ、Kiψ实现；
步骤b4、将混合模型得到的转子磁链ψαβr-ui作为参考磁链给定，采用式(3)所示的电流模型作为可调模型，转子的磁链位置通过观测转子角频率ωr与估算的转差角频率ωf计算为：
θr＝∫(ωf+pωr)dt (6)
步骤b5、转差角频率ωf根据电流可调模型观测得到的转子磁链幅值ψr-i与转子磁链坐标系的q轴定子估算电流iqs计算为：
步骤b6、转速误差信息e由2个模型的磁链进行外积运算：
e＝ψαβr-i×ψαβr-ui＝ψαr-iψβr-ui-ψβr-iψαr-ui (8)
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明提供了一种低压穿越无功功率补偿方法实现，系统通过TSC电路提供双馈感应电机异步运行状态所需要的无功补偿，解决了双馈感应电机在异步运行时的无功需求问题；通过主动式撬棒保护电路来实现双馈感应电机低压穿越问题。
低压穿越问题解决后，通过新型磁链观测器控制方法，增大了风机运行频率范围，利用其内部自适应速度观测器控制方法，增加电压磁链精度，增强了风机运行的鲁棒性，使得双馈风力发电系统具有良好运行状态，系统整体既解决了转子侧过电流和过电压问题，同时解决了在电压跌落后双馈感应电机运行不稳定问题。
电压电流混合型磁链观测器与自适应速度观测器控制方法,在传统的双馈感应电机电压型磁链观测器与编码器的基础上进行改进，采用电压电流混合型磁链观测器，并用自适应速度观测器替代编码器，提高双馈感应电机运行稳定。
本发明采用主动式撬棒保护电路，解决了电网故障时双馈风力发电系统的低压穿越问题，采用新型观测器控制也增大了双馈感应电机运行频率范围，提高电压磁链精度，增强了系统的鲁棒性，本发明还运用了TSC电路，解决了双馈感应电机在异步运行时的无功需求问题。
附图说明
图1是本发明摘要附图；
图2是本发明结构图；
图3是本发明方法流程图；
图4是本发明双馈感应电机转子侧变换器控制原理图；
图5是本发明电压电流混合型磁链观测器控制图；
图6是本发明自适应速度观测器控制图。
图7是本发明主动式撬棒保护电路
图中：1三相电网、2电压检测模块、3电流检测模块、4电压检测调理模块、5电抗器、6补偿电流检测模块、7转子侧变换器、8网侧变换器、9 SVC电路、10主动式撬棒保护电路电路、11网侧变压器、12双馈感应电机、13直流电容、14第一驱动电路、15第二驱动电路、16主控制模块。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
具体实施方式一
一种改进的低压穿越控制系统，如图1所示，包括三相电网1、电抗器5、转子侧变换器7、网侧变换器8、TSC电路9、网侧变压器11、双馈感应电机12、直流电容13和主控制模块16；所述TSC电路9为晶闸管投切电容器电路，所述三相电网1分别与电抗器5、网侧变压器11、双馈感应电机12和检测模块连接，所述电抗器5依次与TSC电路9和主控制模块16连接，所述直流电容13与检测模块连接，所述主控制模块16的输出端分别与转子侧变换器7、网侧变换器8和主动式撬棒保护电路10连接，所述转子侧变换器7分别与双馈感应电机12、主动式撬棒保护电路10连接，所述直流电容13依次连接网侧变换器8和网侧变压器11。
具体地，如图2所示，所述检测模块包括三相电压检测模块2、三相电流检测模块3、直流电压检测调理模块4、和补偿电流检测模块6；所述电压检测模块2的两端和电流检测模块3的两端均分别与三相电网1、主控制模块16连接，所述电压检测调理模块4的两端分别与直流电容13、主控制模块16连接，所述补偿电流检测模块6分别与三相电网1、电抗器5、主控制模块16连接。
具体地，如图2所示，所述三相电压检测模块2、三相电流检测模块3、直流电压检测调理模块4和补偿电流检测模块6均采用霍尔传感器。
具体地，如图2所示，还包括第一驱动电路14和第二驱动电路15；所述第一驱动电路14的输入端与主控制模块16连接，所述第一驱动电路14的输出端与网侧变换器8连接，所述第二驱动电路15的输入端与主控制模块16连接，所述第二驱动电路15的输出端与转子侧变换器7连接。
具体地，所述主动式撬棒保护电路10包括二极管整流桥，一个关断器件，一个卸荷电阻。
具体地，所述转子侧变换器7和网侧变换器8的IGBT开关管均选用型号为CM200DY-34A的IGBT；所述三相电压检测模块2、直流电压检测调理模块4、均采用宇波模块CHV-25P霍尔电压传感器，所述三相电流检测模块3和补偿电流检测模块6采用宇波模块CHB-25NP霍尔电流传感器；所述主控制模块包括DSP，所述DSP型号为TI公司生产的TMS320F28335；所述第一驱动电路14和第二驱动电路15。
工作原理：将所述转子侧变换器7分别与双馈感应电机12、直流电容13相连；所述网侧变换器8通过网侧变压器11与三相电网1连接；所述TSC电路9通过电抗器5、补偿电流检测模块6并联连接到三相电网1中，为其补偿无功电流；利用三相电流检测模块3和补偿电流检测模块6检测三相电网1电流信号，将检测调理后的电流信号送给DSP，送入DSP的信号在DSP内部进行处理，输出需要补偿的指令信号，控制TSC电路接入电网，实现TSC装置对三相电网进行无功补偿。利用三相电压检测模块2和三相电流检测模块3检测三相电网1中的电流和电压信号，利用直流电压检测调理模块4检测直流电容13的电压，再将检测后的电压和电流信号送给DSP；送入DSP的信号在DSP内部进行处理，输出新型磁链观测器控制指令信号，再接到第一驱动电路14和第二驱动电路15，控制转子侧变换器7和网侧变换器8开关管的通断，使双馈风力发电系统稳定运行。
具体实施方式二
一种基于技术方案一所述一种改进的低压穿越控制系统、低压穿越无功功率补偿方法及转子侧变换器新型磁链观测器控制，包括以下步骤：
步骤a1、三相电网通电，三相电网正常运行；
步骤a2、实时判断三相电网电压是否发生跌落故障，若是，执行步骤a3；
步骤a3、通过检测模块分别采集三相电网发生故障时的电流和电压；检测双馈感应电机定子电流是否急剧增大；
步骤a4、将故障时采集的电压和电流送入主控制模块，主动式撬棒保护电路接入切断转子变换器侧，达到低压穿越的目的；
步骤a5、通过检测模块分别采集三相电网，电压补偿电流检测模块，将采集到的电压电流信号送入主控制模块，TSC电路接入为电网提供无功，经过处理后，达到无功功率补偿目的。
步骤a6、网侧变换器正常运行，直流电容充电，转子侧变换器采用电压电流混合型磁链观测器与自适应速度观测器控制第一驱动电路，双馈感应电机正常运转，电网恢复正常运行。
本实施方式使感应电机得到有效控制，能更好实现过电压和过电流保护，更好的完成低压穿越的控制系统，可以充分进行并网运行，并且能够补偿发电机异步运行的无功需求，并向电网提供无功功率支撑。
具体实施方式三
一种基于具体实施方式二步骤a6所述的新型磁链观测器控制方法，如图4至图6所示，包括以下步骤：
步骤b1、根据双馈感应电机(12)工作原理得出转子和定子的电压磁链基本方程，如下：
步骤b2、在两相静止坐标系(α、β轴系)下基于电压模型的转子磁链计算表达式：
经过转子磁链定向后，转子磁链可以直接通过定子电流在转子磁链坐标系的d轴电流为：
步骤b3、通过电流模型得到转子磁链ψαβr-i，通过电压模型得到转子磁链ψαβr-u，ψαβr-i低通滤波与ψαβr-u高通滤波后叠加，即为电流的电压混合模型得到的磁链ψαβr-ui：
两个模型的切换频率ωc通过设定补偿器的参数Kpψ、Kiψ实现；
步骤b4、将混合模型得到的转子磁链ψαβr-ui作为参考磁链给定，采用式(3)所示的电流模型作为可调模型，转子的磁链位置通过观测转子角频率ωr与估算的转差角频率ωf计算为：
θr＝∫(ωf+pωr)dt (6)
步骤b5、转差角频率ωf根据电流可调模型观测得到的转子磁链幅值ψr-i与转子磁链坐标系的q轴定子估算电流iqs计算为：
步骤b6、转速误差信息e由2个模型的磁链进行外积运算：
e＝ψαβr-i×ψαβr-ui＝ψαr-iψβr-ui-ψβr-iψαr-ui (8)
本实施方式的实质是基于磁链观测器控制，在电压型磁链观测器中加入电流模式，做到电压电流混合型，并用自适应速度观测器代替编码器进行改进。
在三相电网1低压穿越结束时系统不能立刻达到稳定，而转子侧采用混合型磁链观测器与自适应速度观测器控制能够使系统正常运行，并达到稳定。
在三相电网1发生电压发生故障跌落时，由于TSC电路的存在，在双馈感应电机异步运行时防止出现缺少无功的现象。
图4中和为给定电流，和为电压控制信号，ωs为转差频率，ωf为转子频率，ψ为磁链，θr为转子电角度；
图5中uαβs为定子电压，iαβs定子电流，ψαβr-u转子电压磁链，ψαβr-i转子电流磁链，转子磁链ψαβr-ui；
图6中iαs为α坐标系定子电流，iβs为β坐标系定子电流，ωf转子频率幅值，转子磁链ψαβr-ui，θr为转子电角度幅值；
图7中R为卸荷电阻，ira、irb、irc转子三相电流。
Claims (8)
1.一种改进的低压穿越控制系统，其特征在于，包括三相电网（1）、电抗器（5）、转子侧变换器（7）、网侧变换器（8）、晶闸管投切电容器 (TSC)电路（9）、网侧变压器（11）、双馈感应电机（12）、直流电容（13）和主控制模块（16）；所述三相电网（1）分别与电抗器（5）、网侧变压器（11）、双馈感应电机（12）和检测模块(2)、（3）连接，所述电抗器（5）与TSC电路（9）连接，所述直流电压检测模块（4）与直流电容（13）连接，所述检测模块的输出端与主控制模块（16）连接，所述主控制模块（16）的输出端分别与转子侧变换器（7）通过直流电容（13）与网侧变换器（8）连接，所述转子侧变换器（7）分别与双馈感应电机（12）、直流电容（13）连接，所述直流电容（13）依次连接网侧变换器（8）和网侧变压器（11）。
2.根据权利要求1所述一种改进的低压穿越控制系统，其特征在于，所述检测模块包括三相电压检测模块（2）、三相电流检测模块（3）、直流电压检测模块（4）和补偿电流检测模块（6）；所述三相电压检测模块（2）的两端和三相电流检测模块（3）的两端均分别与三相电网（1）、主控制模块（16）连接，所述直流电压检测调理模块（4）的两端分别与直流电容（13）、主控制模块（16）连接，所述补偿电流检测模块（6）分别与三相电网（1）、电抗器（5）、主控制模块（16）连接。
3.根据权利要求2所述一种改进的低压穿越控制系统，其特征在于，所述三相电压检测模块（2）、三相电流检测模块（3）、直流电压检测调理模块（4）和补偿电流检测模块（6）均采用霍尔传感器。
4.根据权利要求1所述一种改进的低压穿越控制系统，其特征在于，还包括主动式撬棒保护电路（10）；所述主动式撬棒保护电路（10）与双馈感应电机（12）连接同时与转子变换器（7）并联。
5.根据权利要求1所述一种改进的低压穿越控制系统，还包括第一驱动电路（14）和第二驱动电路（15）；所述第一驱动电路（14）的输入端与主控制模块（16）连接，所述第一驱动电路（14）的输出端与转子侧变换器（7）连接，所述第二驱动电路（15）的输入端与主控制模块（16）连接，所述第二驱动电路（15）的输出端与网侧变换器（8）连接。
6.根据权利要求1所述一种改进的低压穿越控制系统，其特征在于，TSC电路（9），所述TSC电路（9）与电抗器（5）主控制模块（16）连接。
7.一种基于权利要求1所述一种改进的低压穿越控制系统实现的低压穿越无功功率补偿方法及转子侧变换器新型磁链观测器控制，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a1、三相电网（1）通电，三相电网（1）正常运行；
步骤a2、实时判断三相电网（1）电压是否发生跌落故障，若是，执行步骤a3；
步骤a3、通过检测模块分别采集三相电网（1）发生故障时的电流和电压；检测双馈感应电机（12）定子电流是否急剧增大；
步骤a4、将故障时采集的电压和电流送入主控制模块（16），主动式撬棒保护电路接入切断转子变换器，达到低压穿越的目的；
步骤a5、通过检测模块分别采集三相电网（1）电压补偿电流检测模块（6），将采集到的电压电流信号送入主控制模块（16），TSC接入为电网提供无功，经过处理后，达到无功功率补偿目的；
步骤a6、网侧变换器（8）正常运行，直流电容（13）充电，转子侧变换器（9）采用电压电流混合型磁链观测器与自适应速度观测器控制第一驱动电路（14），双馈感应电机正常运转，电网恢复正常运行。
8.一种基于权利要求7所述新型磁链观测器与控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤b1、根据双馈感应电机（12）工作原理得出转子和定子的电压磁链基本方程，如下：
步骤b2、在两相静止坐标系（α、β轴系）下基于电压模型的转子磁链计算表达式：
经过转子磁链定向后，转子磁链可以直接通过定子电流在转子磁链坐标系的d轴电流为：
步骤b3、通过电流模型得到转子磁链ψαβr-i，通过电压模型得到转子磁链ψαβr-u，ψαβr-i低通滤波与ψαβr-u高通滤波后叠加，即为电流的电压混合模型得到的磁链ψαβr-ui：
两个模型的切换频率ωc通过设定补偿器的参数Kpψ、Kiψ实现；
步骤b4、将混合模型得到的转子磁链ψαβr-ui作为参考磁链给定，采用式（3）所示的电流模型作为可调模型，转子的磁链位置通过观测转子角频率ωr与估算的转差角频率ωf计算为：
θr＝∫(ωf+pωr)dt （6）
步骤b5、转差角频率ωf根据电流可调模型观测得到的转子磁链幅值ψr-i与转子磁链坐标系的q轴定子估算电流iqs计算为：
步骤b6、转速误差信息e由2个模型的磁链进行外积运算：
e＝ψαβr-i×ψαβr-ui＝ψαr-iψβr-ui-ψβr-iψαr-ui （8）。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111224603A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | 压缩机直接转矩控制方法、装置、压缩机装置和空调设备 |
| CN112787335A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-05-11 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种带异步电机负荷的暂态稳定控制方法及相关装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108964127A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-07 | 西安交通大学 | 一种双馈风力发电系统故障穿越的控制方法 |
| CN109980687A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-05 | 哈尔滨理工大学 | 一种组合型低压穿越控制系统、低压穿越无功功率补偿方法及灭磁控制方法 |
-
2019
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108964127A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-07 | 西安交通大学 | 一种双馈风力发电系统故障穿越的控制方法 |
| CN109980687A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-05 | 哈尔滨理工大学 | 一种组合型低压穿越控制系统、低压穿越无功功率补偿方法及灭磁控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘和平等: "带新型死区补偿策略的感应电机磁链转速观测器", 《电机与控制学报》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111224603A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | 压缩机直接转矩控制方法、装置、压缩机装置和空调设备 |
| CN111224603B (zh) * | 2020-02-21 | 2021-09-14 | 珠海格力电器股份有限公司 | 压缩机直接转矩控制方法、装置、压缩机装置和空调设备 |
| CN112787335A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-05-11 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种带异步电机负荷的暂态稳定控制方法及相关装置 |
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