CN111478346B - 一种可变频率变压器的故障穿越控制方法 - Google Patents

一种可变频率变压器的故障穿越控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可变频率变压器的故障穿越控制方法,通过控制串联三相变换器的输出电压,达到以下效果:(1)抑制由定子侧电网谐波电压引起的定子谐波电压和定子谐波电流,从而消除六倍转子旋转电角速度、六倍定子同步角速度、十二倍定子同步角速度和六倍定子同步角速度加六倍转子同步角速度的转矩和功率波动;(2)抑制由转子侧电网谐波电压引起的定子谐波电流,进而大幅降低六倍转子同步角速度的转矩和功率波动。本发明在没有新增任何设备的情况下使可变频率变压器具备在双边谐波电网电压下运行的能力。

Description

一种可变频率变压器的故障穿越控制方法
技术领域
本发明涉及电网异步互联技术领域,更具体地,涉及一种可变频率变压器的故障穿越控制方法。
背景技术
本申请涉及电网异步互联技术领域,特别涉及一种双边谐波电网电压下可变频率变压器的转矩和功率波动抑制方法。
随着电力系统中的非线性负载的大量使用,电压谐波畸变现象(以五次谐波和七次谐波为主)发生在输电线中的可能性逐渐增大。可变频率变压器的定子绕组和转子绕组分别连接两组输电线,因而可变频率变压器的两侧电网电压会发生谐波畸变。
当可变频率变压器的两侧电网电压发生谐波畸变时,流过可变频率变压器的电流将会谐波畸变,谐波畸变的电压和电流之间相互作用,会导致可变频率变压器的电磁转矩、有功功率和无功功率产生六倍转子旋转电角速度、六倍定子同步角速度、六倍转子同步角速度、十二倍定子同步角速度和六倍定子同步角速度加六倍转子同步角速度的波动。电磁转矩的波动会降低机械系统的寿命,有功功率和无功功率的波动会降低电力系统的电能质量。
为实现可变频率变压器的故障穿越控制,现有一种可变频率变压器的故障穿越电路,请参考图1。图1为现有技术的一种可变频率变压器故障穿越电路的结构示意图
现有技术中,只涉及如何实现双边不平衡电网电压下可变频率变压器的故障穿越控制,并没有考虑谐波畸变的电网电压中谐波分量导致的电磁转矩、有功功率和无功功率波动,因此无法实现双边谐波电网电压下可变频率变压器的故障穿越控制。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的无法实现双边谐波电网电压下可变频率变压器的故障穿越控制的缺陷,提供一种可变频率变压器的故障穿越控制方法。
所述方法包括以下步骤:
S1:采集定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc、转子侧电网电压urgabc、定子电流isabc、转子旋转电相角θrm
S2:对定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc、转子侧电网电压urgabc、定子电流isabc、转子旋转电相角θrm进行处理,得到定子侧电网正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000021
定子正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000022
定子五次谐波电压直流分量
Figure GDA0002463919580000023
定子七次谐波电压直流分量
Figure GDA0002463919580000024
定子正序电流直流分量
Figure GDA0002463919580000025
定子五次谐波电流直流分量
Figure GDA0002463919580000026
和定子七次谐波电流直流分量
Figure GDA0002463919580000027
S3:将定子侧电网正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000028
定子正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000029
定子五次谐波电压直流分量
Figure GDA00024639195800000210
定子七次谐波电压直流分量
Figure GDA00024639195800000211
定子正序电流直流分量
Figure GDA00024639195800000212
定子五次谐波电流直流分量
Figure GDA00024639195800000213
和定子七次谐波电流直流分量
Figure GDA00024639195800000214
进行处理,得到串联三相变换器正序电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000215
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000216
串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000217
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000218
和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000219
S4:将串联三相变换器正序电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000220
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000221
串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000222
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000223
和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000224
进行处理,得到两相静止坐标系下串联三相变换器电压参考值
Figure GDA00024639195800000225
S5:将串联三相变换器电压参考值
Figure GDA00024639195800000226
经过空间矢量调制,得到串联三相变换器开关的控制信号S1、S2、S3
优选地,S2包括:
将定子侧电网电压usgabc和转子侧电网电压urgabc分别经过锁相环处理,得到定子侧电网电压相角θsg和转子侧电网电压相角θrg
将负五倍转子侧电网电压相角-5θrg和正七倍转子侧电网电压相角7θrg分别与转子旋转电相角θrm相加,得到相角-5θrgrm和相角7θrgrm
将定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc和定子电流isabc分别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定子侧电网电压矢量usgαβ、定子电压矢量usαβ和定子电流矢量isαβ
将两相静止坐标系下定子侧电网电压矢量usgαβ、定子电压矢量usαβ和定子电流矢量isαβ进行处理,得到定子侧电网正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000031
定子正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000032
定子五次谐波电压直流分量
Figure GDA0002463919580000033
定子七次谐波电压直流分量
Figure GDA0002463919580000034
定子正序电流直流分量
Figure GDA0002463919580000035
定子五次谐波电流直流分量
Figure GDA0002463919580000036
和定子七次谐波电流直流分量
Figure GDA0002463919580000037
优选地,对定子侧电网电压矢量usgαβ的处理为:
将定子侧电网电压矢量usgαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,得到在定子正序同步旋转坐标系下定子侧电网正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000038
优选地,对定子电压矢量usαβ的处理为:
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并经过频率为6ωs的陷波器,得到在定子正序同步旋转坐标系下定子正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000039
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωs的陷波器和频率为12ωs的陷波器,得到在定子五次谐波同步旋转坐标系下定子五次谐波电压直流分量
Figure GDA00024639195800000310
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωs的陷波器和频率为12ωs的陷波器,得到在定子七次谐波同步旋转坐标系下定子七次谐波电压直流分量
Figure GDA00024639195800000311
优选地,对定子电流矢量isαβ的处理为:
将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,得到在定子正序同步旋转坐标系下定子正序电流直流分量
Figure GDA00024639195800000312
将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωr的陷波器和频率为12ωr的陷波器,得到在转子五次谐波同步旋转坐标系下定子五次谐波电流直流分量
Figure GDA00024639195800000313
将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωr的陷波器和频率为12ωr的陷波器,得到在转子七次谐波同步旋转坐标系下定子七次谐波电流直流分量
Figure GDA00024639195800000314
优选地,S3中对定子侧电网正序电压直流分量
Figure GDA00024639195800000315
定子正序电压直流分量
Figure GDA00024639195800000316
定子五次谐波电压直流分量
Figure GDA00024639195800000317
定子七次谐波电压直流分量
Figure GDA00024639195800000318
定子正序电流直流分量
Figure GDA00024639195800000319
定子五次谐波电流直流分量
Figure GDA00024639195800000320
和定子七次谐波电流直流分量
Figure GDA00024639195800000321
进行处理,所采取的处理方式为按照预设电压控制方程进行处理。
优选地,预设电压控制方程如下:
Figure GDA0002463919580000041
其中,Kp1和Ki1分别是定子无功电流控制器的比例系数和积分系数;Kp2和Ki2分别是定子q轴正序电压控制器的比例系数和积分系数;Kp3和Ki3分别是定子d轴五次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp4和Ki4分别是定子q轴五次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp5和Ki5分别是定子d轴七次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp6和Ki6分别是定子q轴七次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp7和Ki7分别是定子d轴五次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;Kp8和Ki8分别是定子q轴五次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;Kp9和Ki9分别是定子d轴七次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;Kp10和Ki10分别是定子q轴七次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;
s表示拉普拉斯算子,
Figure GDA0002463919580000042
表示
Figure GDA0002463919580000043
的d轴分量,
Figure GDA0002463919580000044
表示
Figure GDA0002463919580000045
的q轴分量,
Figure GDA0002463919580000046
表示
Figure GDA0002463919580000047
的d轴分量,
Figure GDA0002463919580000048
表示
Figure GDA0002463919580000049
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000410
表示
Figure GDA00024639195800000411
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000412
表示
Figure GDA00024639195800000413
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000414
表示
Figure GDA00024639195800000415
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000416
表示
Figure GDA00024639195800000417
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000418
表示
Figure GDA00024639195800000419
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000420
表示
Figure GDA00024639195800000421
的q轴分量;
Figure GDA00024639195800000422
表示
Figure GDA00024639195800000423
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000424
表示
Figure GDA00024639195800000425
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000426
表示
Figure GDA00024639195800000427
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000428
表示
Figure GDA00024639195800000429
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000430
表示
Figure GDA00024639195800000431
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000432
表示
Figure GDA00024639195800000433
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000434
表示
Figure GDA00024639195800000435
的d轴分量,
Figure GDA0002463919580000051
表示
Figure GDA0002463919580000052
的q轴分量,
Figure GDA0002463919580000053
表示
Figure GDA0002463919580000054
的d轴分量,
Figure GDA0002463919580000055
表示
Figure GDA0002463919580000056
的q轴分量;
Figure GDA0002463919580000057
表示串联三相变换器正序电流直流分量参考值,
Figure GDA0002463919580000058
根据系统所需的无功功率进行设定,改变
Figure GDA0002463919580000059
的设定值就可以改变系统的无功潮流。
优选地,S4具体为:
将串联三相变换器正序电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000510
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000511
串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000512
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000513
和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000514
分别经过坐标变换处理,得到在两相静止坐标系下串联三相变换器正序电压参考值
Figure GDA00024639195800000515
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000516
串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000517
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000518
和串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000519
将串联三相变换器正序电压参考值
Figure GDA00024639195800000520
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000521
串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000522
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000523
和串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000524
相加,得到在两相静止坐标系下串联三相变换器电压参考值
Figure GDA00024639195800000525
优选地,S4中所述的坐标变换处理具体为:经过两相旋转到两相静止坐标变换处理。
与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:本发明在没有新增任何设备的情况下使可变频率变压器具备在双边谐波电网电压下运行的能力。
附图说明
图1为可变频率变压器故障穿越电路的结构示意图。
图中:1-定子侧电网、2-滤波电感、3-并联三相变换器、4-串联三相变换器、5-串联三相变压器、6-直流电容、7-H桥变换器、8-转子侧电网、9-可变频率变压器。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;
对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1:
本实施例提供一种可变频率变压器的故障穿越控制方法。所述方法基于图1所示的电路拓扑来实现。
如图1所示,所述电路包括定子侧电网1、滤波电感2、并联三相变换器3、串联三相变换器4、控制电路、串联三相变压器5、直流电容6、H桥变换器7、转子侧电网8;
滤波电感2的一端与定子侧电网1连接,另一端与并联三相变换器3的输入端连接,并联三相变换器3的输出端分别与串联三相变换器4的输入端、H桥变换器7的输入端连接;
H桥变换器7的输出端与可变频率变压器9的直流电机(即驱动电机)连接;
串联三相变换器4的输出端与串联三相变压器5的输入端连接;
串联三相变压器5的输出端串联于定子侧电网1与可变频率变压器9的定子绕组之间;
转子侧电网8与可变频率变压器9的转子绕组连接。
所述控制电路与串联三相变换器4的控制端连接。
所述直流电容6设有并联三相变换器3与H桥变换器7之间。
本实施例所述方法可达到“用左边的一个串联三相变换器同时解决左边和右边的谐波问题”,并且维持对无功功率的控制能力。
具体思路为:通过控制串联三相变换器的输出电压,达到以下效果:(1)抑制由定子侧电网谐波电压引起的定子谐波电压和定子谐波电流,从而消除六倍转子旋转电角速度、六倍定子同步角速度、十二倍定子同步角速度和六倍定子同步角速度加六倍转子同步角速度的转矩和功率波动;(2)抑制由转子侧电网谐波电压引起的定子谐波电流,进而大幅降低六倍转子同步角速度的转矩和功率波动。
S1:利用电压传感器采集定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc和转子侧电网电压urgabc
利用电流传感器采集定子电流isabc
利用编码器采集转子旋转电相角θrm
S2:将定子侧电网电压usgabc和转子侧电网电压urgabc分别经过锁相环处理,得到定子侧电网电压相角θsg和转子侧电网电压相角θrg
将负五倍转子侧电网电压相角-5θrg和正七倍转子侧电网电压相角7θrg分别与转子旋转电相角θrm相加,得到相角-5θrgrm和相角7θrgrm
将定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc和定子电流isabc分别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定子侧电网电压矢量usgαβ、定子电压矢量usαβ和定子电流矢量isαβ
将定子侧电网电压矢量usgαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,得到在定子正序同步旋转坐标系下定子侧电网正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000071
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并经过频率为6ωs的陷波器,得到在定子正序同步旋转坐标系下定子正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000072
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωs的陷波器和频率为12ωs的陷波器,得到在定子五次谐波同步旋转坐标系下定子五次谐波电压直流分量
Figure GDA0002463919580000073
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωs的陷波器和频率为12ωs的陷波器,得到在定子七次谐波同步旋转坐标系下定子七次谐波电压直流分量
Figure GDA0002463919580000074
将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,得到在定子正序同步旋转坐标系下定子正序电流直流分量
Figure GDA0002463919580000075
将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωr的陷波器和频率为12ωr的陷波器,得到在转子五次谐波同步旋转坐标系下定子五次谐波电流直流分量
Figure GDA0002463919580000076
将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωr的陷波器和频率为12ωr的陷波器,得到在转子七次谐波同步旋转坐标系下定子七次谐波电流直流分量
Figure GDA0002463919580000077
S3:将定子侧电网正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000078
定子正序电压直流分量
Figure GDA0002463919580000079
定子五次谐波电压直流分量
Figure GDA00024639195800000710
定子七次谐波电压直流分量
Figure GDA00024639195800000711
定子正序电流直流分量
Figure GDA00024639195800000712
定子五次谐波电流直流分量
Figure GDA00024639195800000713
和定子七次谐波电流直流分量
Figure GDA00024639195800000714
按照预设电压控制方程进行处理,得到串联三相变换器正序电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000715
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA0002463919580000081
串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA0002463919580000082
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA0002463919580000083
和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA0002463919580000084
预设电压控制方程如下:
Figure GDA0002463919580000085
其中,Kp1和Ki1分别是定子无功电流控制器的比例系数和积分系数;Kp2和Ki2分别是定子q轴正序电压控制器的比例系数和积分系数;Kp3和Ki3分别是定子d轴五次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp4和Ki4分别是定子q轴五次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp5和Ki5分别是定子d轴七次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp6和Ki6分别是定子q轴七次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp7和Ki7分别是定子d轴五次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;Kp8和Ki8分别是定子q轴五次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;Kp9和Ki9分别是定子d轴七次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;Kp10和Ki10分别是定子q轴七次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;
s表示拉普拉斯算子,
Figure GDA0002463919580000086
表示
Figure GDA0002463919580000087
的d轴分量,
Figure GDA0002463919580000088
表示
Figure GDA0002463919580000089
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000810
表示
Figure GDA00024639195800000811
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000812
表示
Figure GDA00024639195800000813
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000814
表示
Figure GDA00024639195800000815
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000816
表示
Figure GDA00024639195800000817
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000818
表示
Figure GDA00024639195800000819
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000820
表示
Figure GDA00024639195800000821
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000822
表示
Figure GDA00024639195800000823
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000824
表示
Figure GDA00024639195800000825
的q轴分量;
Figure GDA0002463919580000091
表示
Figure GDA0002463919580000092
的d轴分量,
Figure GDA0002463919580000093
表示
Figure GDA0002463919580000094
的q轴分量,
Figure GDA0002463919580000095
表示
Figure GDA0002463919580000096
的d轴分量,
Figure GDA0002463919580000097
表示
Figure GDA0002463919580000098
的q轴分量,
Figure GDA0002463919580000099
表示
Figure GDA00024639195800000910
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000911
表示
Figure GDA00024639195800000912
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000913
表示
Figure GDA00024639195800000914
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000915
表示
Figure GDA00024639195800000916
的q轴分量,
Figure GDA00024639195800000917
表示
Figure GDA00024639195800000918
的d轴分量,
Figure GDA00024639195800000919
表示
Figure GDA00024639195800000920
的q轴分量;
Figure GDA00024639195800000921
表示串联三相变换器正序电流直流分量参考值,
Figure GDA00024639195800000922
根据系统所需的无功功率进行设定,改变
Figure GDA00024639195800000923
的设定值就可以改变系统的无功潮流。
S4:将串联三相变换器正序电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000924
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000925
串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000926
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000927
和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure GDA00024639195800000928
分别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串联三相变换器正序电压参考值
Figure GDA00024639195800000929
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000930
串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000931
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000932
和串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000933
将串联三相变换器正序电压参考值
Figure GDA00024639195800000934
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000935
串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000936
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000937
和串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure GDA00024639195800000938
相加,得到在两相静止坐标系下串联三相变换器电压参考值
Figure GDA00024639195800000939
S5:将串联三相变换器电压参考值
Figure GDA00024639195800000940
经过空间矢量调制,得到串联三相变换器开关的控制信号S1、S2、S3
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可变频率变压器的故障穿越控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S1:采集定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc、转子侧电网电压urgabc、定子电流isabc、转子旋转电相角θrm
S2:对定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc、转子侧电网电压urgabc、定子电流isabc、转子旋转电相角θrm进行处理,得到定子侧电网正序电压直流分量
Figure FDA0002448602820000011
定子正序电压直流分量
Figure FDA0002448602820000012
定子五次谐波电压直流分量
Figure FDA0002448602820000013
定子七次谐波电压直流分量
Figure FDA0002448602820000014
定子正序电流直流分量
Figure FDA0002448602820000015
定子五次谐波电流直流分量
Figure FDA0002448602820000016
和定子七次谐波电流直流分量
Figure FDA0002448602820000017
S3:将定子侧电网正序电压直流分量
Figure FDA0002448602820000018
定子正序电压直流分量
Figure FDA0002448602820000019
定子五次谐波电压直流分量
Figure FDA00024486028200000110
定子七次谐波电压直流分量
Figure FDA00024486028200000111
定子正序电流直流分量
Figure FDA00024486028200000112
定子五次谐波电流直流分量
Figure FDA00024486028200000113
和定子七次谐波电流直流分量
Figure FDA00024486028200000114
进行处理,得到串联三相变换器正序电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000115
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000116
串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000117
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000118
和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000119
S4:将串联三相变换器正序电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000120
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000121
串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000122
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000123
和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000124
进行处理,得到两相静止坐标系下串联三相变换器电压参考值
Figure FDA00024486028200000125
S5:将串联三相变换器电压参考值
Figure FDA00024486028200000126
进行处理,得到串联三相变换器开关的控制信号S1、S2、S3
2.根据权利要求1所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法,其特征在于,S2包括:
将定子侧电网电压usgabc和转子侧电网电压urgabc分别经过锁相环处理,得到定子侧电网电压相角θsg和转子侧电网电压相角θrg
将负五倍转子侧电网电压相角-5θrg和正七倍转子侧电网电压相角7θrg分别与转子旋转电相角θrm相加,得到相角-5θrgrm和相角7θrgrm
将定子侧电网电压usgabc、定子电压usabc和定子电流isabc分别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定子侧电网电压矢量usgαβ、定子电压矢量usαβ和定子电流矢量isαβ
将两相静止坐标系下定子侧电网电压矢量usgαβ、定子电压矢量usαβ和定子电流矢量isαβ进行处理,得到定子侧电网正序电压直流分量
Figure FDA0002448602820000021
定子正序电压直流分量
Figure FDA0002448602820000022
定子五次谐波电压直流分量
Figure FDA0002448602820000023
定子七次谐波电压直流分量
Figure FDA0002448602820000024
定子正序电流直流分量
Figure FDA0002448602820000025
定子五次谐波电流直流分量
Figure FDA0002448602820000026
和定子七次谐波电流直流分量
Figure FDA0002448602820000027
3.根据权利要求2所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法,其特征在于,对定子侧电网电压矢量usgαβ的处理为:
将定子侧电网电压矢量usgαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,得到在定子正序同步旋转坐标系下定子侧电网正序电压直流分量
Figure FDA0002448602820000028
4.根据权利要求3所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法,其特征在于,对定子电压矢量usαβ的处理为:
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并经过频率为6ωs的陷波器,得到在定子正序同步旋转坐标系下定子正序电压直流分量
Figure FDA0002448602820000029
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωs的陷波器和频率为12ωs的陷波器,得到在定子五次谐波同步旋转坐标系下定子五次谐波电压直流分量
Figure FDA00024486028200000210
将定子电压矢量usαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωs的陷波器和频率为12ωs的陷波器,得到在定子七次谐波同步旋转坐标系下定子七次谐波电压直流分量
Figure FDA00024486028200000211
5.根据权利要求4所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法,其特征在于,对定子电流矢量isαβ的处理为:
将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,得到在定子正序同步旋转坐标系下定子正序电流直流分量
Figure FDA00024486028200000212
将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωr的陷波器和频率为12ωr的陷波器,得到在转子五次谐波同步旋转坐标系下定子五次谐波电流直流分量
Figure FDA0002448602820000031
将定子电流矢量isαβ经过两相静止到两相旋转坐标变换处理,并分别经过频率为6ωr的陷波器和频率为12ωr的陷波器,得到在转子七次谐波同步旋转坐标系下定子七次谐波电流直流分量
Figure FDA0002448602820000032
6.根据权利要求2或5所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法,其特征在于,S3中对定子侧电网正序电压直流分量
Figure FDA0002448602820000033
定子正序电压直流分量
Figure FDA0002448602820000034
定子五次谐波电压直流分量
Figure FDA0002448602820000035
定子七次谐波电压直流分量
Figure FDA0002448602820000036
定子正序电流直流分量
Figure FDA0002448602820000037
定子五次谐波电流直流分量
Figure FDA0002448602820000038
和定子七次谐波电流直流分量
Figure FDA0002448602820000039
进行处理,所采取的处理方式为按照预设电压控制方程进行处理。
7.根据权利要求6所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法,其特征在于,预设电压控制方程如下:
Figure FDA00024486028200000310
其中,Kp1和Ki1分别是定子无功电流控制器的比例系数和积分系数;Kp2和Ki2分别是定子q轴正序电压控制器的比例系数和积分系数;Kp3和Ki3分别是定子d轴五次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp4和Ki4分别是定子q轴五次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp5和Ki5分别是定子d轴七次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp6和Ki6分别是定子q轴七次谐波电压控制器的比例系数和积分系数;Kp7和Ki7分别是定子d轴五次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;Kp8和Ki8分别是定子q轴五次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;Kp9和Ki9分别是定子d轴七次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;Kp10和Ki10分别是定子q轴七次谐波电流控制器的比例系数和积分系数;
s表示拉普拉斯算子,
Figure FDA0002448602820000041
表示
Figure FDA0002448602820000042
的d轴分量,
Figure FDA0002448602820000043
表示
Figure FDA0002448602820000044
的q轴分量,
Figure FDA0002448602820000045
表示
Figure FDA0002448602820000046
的d轴分量,
Figure FDA0002448602820000047
表示
Figure FDA0002448602820000048
的q轴分量,
Figure FDA0002448602820000049
表示
Figure FDA00024486028200000410
的d轴分量,
Figure FDA00024486028200000411
表示
Figure FDA00024486028200000412
的q轴分量,
Figure FDA00024486028200000413
表示
Figure FDA00024486028200000414
的d轴分量,
Figure FDA00024486028200000415
表示
Figure FDA00024486028200000416
的q轴分量,
Figure FDA00024486028200000417
表示
Figure FDA00024486028200000418
的d轴分量,
Figure FDA00024486028200000419
表示
Figure FDA00024486028200000420
的q轴分量;
Figure FDA00024486028200000421
表示
Figure FDA00024486028200000422
的d轴分量,
Figure FDA00024486028200000423
表示
Figure FDA00024486028200000424
的q轴分量,
Figure FDA00024486028200000425
表示
Figure FDA00024486028200000426
的d轴分量,
Figure FDA00024486028200000427
表示
Figure FDA00024486028200000428
的q轴分量,
Figure FDA00024486028200000429
表示
Figure FDA00024486028200000430
的d轴分量,
Figure FDA00024486028200000431
表示
Figure FDA00024486028200000432
的q轴分量,
Figure FDA00024486028200000433
表示
Figure FDA00024486028200000434
的d轴分量,
Figure FDA00024486028200000435
表示
Figure FDA00024486028200000436
的q轴分量,
Figure FDA00024486028200000437
表示
Figure FDA00024486028200000438
的d轴分量,
Figure FDA00024486028200000439
表示
Figure FDA00024486028200000440
的q轴分量;
Figure FDA00024486028200000441
表示串联三相变换器正序电流直流分量参考值,
Figure FDA00024486028200000442
根据系统所需的无功功率进行设定,改变
Figure FDA00024486028200000443
的设定值就可以改变系统的无功潮流。
8.根据权利要求7所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法,其特征在于,S4具体为:
将串联三相变换器正序电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000444
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000445
串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000446
串联三相变换器五次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000447
和串联三相变换器七次谐波电压参考值直流分量
Figure FDA00024486028200000448
分别经过坐标变换处理,得到在两相静止坐标系下串联三相变换器正序电压参考值
Figure FDA00024486028200000449
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure FDA00024486028200000450
串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure FDA00024486028200000451
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure FDA00024486028200000452
和串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure FDA00024486028200000453
将串联三相变换器正序电压参考值
Figure FDA00024486028200000454
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure FDA00024486028200000455
串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure FDA00024486028200000456
串联三相变换器五次谐波电压参考值
Figure FDA00024486028200000457
和串联三相变换器七次谐波电压参考值
Figure FDA00024486028200000458
相加,得到在两相静止坐标系下串联三相变换器电压参考值
Figure FDA00024486028200000459
9.根据权利要求8所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法,其特征在于,S4中所述的坐标变换处理具体为:经过两相旋转到两相静止坐标变换处理。
10.根据权利要求9所述的可变频率变压器的故障穿越控制方法,其特征在于,S5具体为:将串联三相变换器电压参考值
Figure FDA0002448602820000051
经过空间矢量调制,得到串联三相变换器开关的控制信号S1、S2、S3
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