CN112983738B - 一种18相风力发电系统及其最大功率跟踪控制方法 - Google Patents

一种18相风力发电系统及其最大功率跟踪控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种18相风力发电系统及其最大功率跟踪控制方法，所述所述风力发电系统包括18相永磁同步发电机、6个三相桥式不控整流器、6N个并联隔离型H桥DC/DC变流器和6N个MMC半桥子模块；其中，N表示一个三相桥式不控整流器并联的隔离型H桥DC/DC变流器的数量，18相永磁同步发电机的6套三相绕组经过6个三相桥式不控整流器、6N个并联隔离型H桥DC/DC变流器和6N个MMC半桥子模块连接到高压直流电网。本发明通过计算得到最大功率点的三相桥式不控整流器的输出电流直流量参考值，与实际值作差之后经过PI调节器，PI调节器输出隔离型H桥DC/DC变流器的占空比，从而实现闭环控制，使三相桥式不控整流器的实际输出稳定在参考值，从而实现风能的最大利用。

Description

一种18相风力发电系统及其最大功率跟踪控制方法
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种18相风力发电系统及其最大功率跟踪控制方法。
背景技术
风力发电技术依托于已经较为成熟的电机技术，在世界各国都得到了广泛的应用。而风力发电作为非化石能源的重要一环，整体行业前景较好，近几年都持续保持较高的增长率。根据统计，在2018年，全球新增风电装机容量接近50GW，而中国新增风电装机容量领跑全球，达到了21GW，较2017年回升了17％。并且在未来，风力发电将得到更进一步的发展，其在我国能源结构中的占比也将越来越大。现有技术中的风力发电系统容易受风速的影响，使得风能利用率低，并且现有的风力发电系统控制复杂。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种18相风力发电系统及其最大功率跟踪控制方法，能够提实现风能的最大利用，并且控制方法简单。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法，所述风力发电系统包括18相永磁同步发电机、6个三相桥式不控整流器、6N个并联隔离型H桥DC/DC变流器和6N个MMC半桥子模块；其中， N表示一个三相桥式不控整流器并联的隔离型H桥DC/DC变流器的数量；
所述18相永磁同步发电机含有6套三相绕组，分别为Am、Bm、Cm，m＝1， 2，…6；每两套相邻的三相绕组之间相差10°电角度；
所述三相桥式不控整流器的交流侧分别与所述18相永磁同步发电机的各套三相绕组相连，所述三相桥式不控整流器的直流侧正极与N个并联隔离型H桥 DC/DC变流器的正极相连，所述三相桥式不控整流器的直流侧负极与N个并联隔离型H桥DC/DC变流器的负极相连；
所述MMC半桥子模块包括两个IGBT管T1、T2和一个电容C，T1的射极与 T2的集电极相连，电容C正极与T1的集电极相连，电容C负极与T2的射极相连，电容C正极作为MMC半桥子模块的输入端正极，电容C负极作为MMC半桥子模块的输入端负极；将T1与T2的连接点作为MMC半桥子模块的输出端正极， T2的射极作为MMC半桥子模块的输出端负极；
每个并联隔离型H桥DC/DC变流器的输出端正极与一个MMC半桥子模块的输入端正极相连，每个并联隔离型H桥DC/DC变流器的输出端负极与一个 MMC半桥子模块的输入端负极相连；
6N个MMC半桥子模块的输出端正、负极依次首尾相连，最后与一个电抗器L串联形成串联电路；串联电路中第一个MMC半桥子模块的输出端正极与高压直流电网的正极相连，串联电路中最后一个MMC半桥子模块的输出端负极与高压直流电网的负极相连；
所述18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法包括以下步骤：
以18相永磁同步发电机的第k套绕组为例，其余5套绕组控制方法相同：
(1)计算δ+π/3≥ωt≥δ阶段机侧Ak相电流值ia1(ωt)：
Figure GDA0003412194870000021
其中，δ为机侧Ak相电流第一个上升过零点对应的电角度，通过锁相环得到； Vo为三相桥式不控整流器的直流输出电压，通过电压互感器检测得到；VLP为机侧线电压峰值，
Figure GDA0003412194870000031
Ke为电枢常数，ωm为18相永磁同步发电机的转速，直接测量得到；ω为18相永磁同步发电机的角频率，ω＝(ωmπP)/60，P为18相永磁同步发电机的极数；ωt通过锁相环得到；Ls为18相永磁同步发电机的定子电感；
(2)计算δ+2π/3≥ωt≥δ+π/3阶段机侧Ak相电流值ia2(ωt)：
Figure GDA0003412194870000032
(3)计算δ+π≥ωt≥δ+2π/3阶段机侧Ak相电流值ia3(ωt)：
Figure GDA0003412194870000033
(4)计算三相桥式不控整流器的输出电流直流量Io：
Figure GDA0003412194870000034
(5)计算三相桥式不控整流器的输出功率Po：
Figure GDA0003412194870000035
(6)计算Po最大时的三相桥式不控整流器的输出电流直流量Io(Pomax)：
Figure GDA0003412194870000041
Figure GDA0003412194870000042
Figure GDA0003412194870000043
将
Figure GDA0003412194870000044
代入可得：
Figure GDA0003412194870000045
Figure GDA0003412194870000046
(7)计算隔离型H桥DC/DC变流器的占空比Dk_i：
检测第k套绕组所对应的N个MMC半桥子模块的电容电压值Uk_x (x＝1,2,…N)，并根据电容电压的大小反序分配每个DC/DC变流器的输入电流 Iok_i(Pomax)(i＝1,2,…N)，具体分配方式为：
Figure GDA0003412194870000047
将检测得到的第k套绕组所对应的每个DC/DC变流器的输入电流直流量 Iok_i(measure)与理论值Iok_i(Pomax)作比较后，经过第一个PI调节器，得到第一个 PI调节器的输出结果为第k套绕组所对应的第i个DC/DC变流器的占空比Dk_i：
Figure GDA0003412194870000048
其中，KP1和KI1分别为第一个PI调节器的比例系数和积分系数。
相对于现有技术，本发明实施例提供的一种18相风力发电系统及其最大功率跟踪控制方法的有益效果在于：通过计算得到最大功率点的三相桥式不控整流器的输出电流直流量为一个恒定值，不受风速和风机转速的影响，因此，只需要维持三相桥式不控整流器的实际输出电流与理论电流值相等即可实现最大功率跟踪。在控制时只需通过改变每个DC/DC变流器的占空比，实现改变输出功率，进而调节三相桥式不控整流器的输出电流，实现最大风能利用，大大简化了控制的复杂度。此外，本发明实施例采用的拓扑结构中每个三相桥式不控整流器都后接N个并联隔离型H桥DC/DC变流器，在对电流进行分配时根据N个MMC半桥子模块的电容电压大小反序分配电流，实现各个MMC半桥子模块的电容电压平衡。
附图说明
图1是本发明提供的一种18相风力发电系统的一个优选实施例的结构示意图；
图2是本发明提供的一种18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法的一个优选实施例的流程示意图；
图3是本发明提供的一种18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法中三相桥式不控整流器的输入电流；
图4是本发明提供的在最大功率跟踪控制下风速波动时的风能利用系数；
图5是本发明提供的在最大功率跟踪控制下风速波动时三相桥式不控整流器的输出电流。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1是本发明提供的一种18相风力发电系统的一个优选实施例的结构示意图。所述风力发电系统包括18相永磁同步发电机、6个三相桥式不控整流器、6N个并联隔离型H桥DC/DC变流器和6N个MMC半桥子模块；其中， N表示一个三相桥式不控整流器并联的隔离型H桥DC/DC变流器的数量；
所述18相永磁同步发电机含有6套三相绕组，分别为Am、Bm、Cm，m＝1， 2，…6；每两套相邻的三相绕组之间相差10°电角度；
所述三相桥式不控整流器的交流侧分别与所述18相永磁同步发电机的各套三相绕组相连，所述三相桥式不控整流器的直流侧正极与N个并联隔离型H桥 DC/DC变流器的正极相连，所述三相桥式不控整流器的直流侧负极与N个并联隔离型H桥DC/DC变流器的负极相连；
所述MMC半桥子模块包括两个IGBT管T1、T2和一个电容C，T1的射极与 T2的集电极相连，电容C正极与T1的集电极相连，电容C负极与T2的射极相连，电容C正极作为MMC半桥子模块的输入端正极，电容C负极作为MMC半桥子模块的输入端负极；将T1与T2的连接点作为MMC半桥子模块的输出端正极， T2的射极作为MMC半桥子模块的输出端负极；
每个并联隔离型H桥DC/DC变流器的输出端正极与一个MMC半桥子模块的输入端正极相连，每个并联隔离型H桥DC/DC变流器的输出端负极与一个 MMC半桥子模块的输入端负极相连；
6N个MMC半桥子模块的输出端正、负极依次首尾相连，最后与一个电抗器L串联形成串联电路；串联电路中第一个MMC半桥子模块的输出端正极与高压直流电网的正极相连，串联电路中最后一个MMC半桥子模块的输出端负极与高压直流电网的负极相连。
需要说明的是，本发明实施例由18相风力发电系统风力机捕获风能，拖动同轴连接的18相永磁同步发电机发电，18相永磁同步发电机的6套三相绕组经过6个三相桥式不控整流器、6N个并联隔离型H桥DC/DC变流器和6N个MMC 半桥子模块连接到高压直流电网。
在本实施例中，所述18相永磁同步发电机的每套绕组所对应的MMC半桥子模块的个数N为3，所述MMC半桥子模块的电容C大小为4mF，所述MMC 半桥子模块的电容电压参考值UCref为1000V，串联电抗器L大小为10mH，所述 18相永磁同步发电机的极数P为24，电枢常数Ke为14.486V/rpm，定子电感Ls为16.24mH，所述18相永磁同步发电机的额定功率为4MW，额定电压为690V，高压直流电网额定电压为12kV；KP1＝2，KI1＝30。
请参阅图2，图2是本发明提供的一种18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法的一个优选实施例的流程示意图。所述18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法包括以下步骤：
以18相永磁同步发电机的第k套绕组为例，其余5套绕组控制方法相同：
(1)计算δ+π/3≥ωt≥δ阶段机侧Ak相电流值ia1(ωt)：
Figure GDA0003412194870000071
其中，δ为机侧Ak相电流第一个上升过零点对应的电角度，通过锁相环得到； Vo为三相桥式不控整流器的直流输出电压，通过电压互感器检测得到；VLP为机侧线电压峰值，
Figure GDA0003412194870000072
Ke为电枢常数，ωm为18相永磁同步发电机的转速，直接测量得到；ω为18相永磁同步发电机的角频率，ω＝(ωmπP)/60，P为18相永磁同步发电机的极数；ωt通过锁相环得到；Ls为18相永磁同步发电机的定子电感；
需要说明的是，18相永磁同步发电机的转速ωm通过光电编码器测量得到。
(2)计算δ+2π/3≥ωt≥δ+π/3阶段机侧Ak相电流值ia2(ωt)：
Figure GDA0003412194870000081
(3)计算δ+π≥ωt≥δ+2π/3阶段机侧Ak相电流值ia3(ωt)：
Figure GDA0003412194870000082
(4)计算三相桥式不控整流器的输出电流直流量Io：
Figure GDA0003412194870000083
(5)计算三相桥式不控整流器的输出功率Po：
Figure GDA0003412194870000084
(6)计算Po最大时的三相桥式不控整流器的输出电流直流量Io(Pomax)：
Figure GDA0003412194870000085
Figure GDA0003412194870000086
Figure GDA0003412194870000087
将
Figure GDA0003412194870000088
代入可得：
Figure GDA0003412194870000091
Figure GDA0003412194870000092
(7)计算隔离型H桥DC/DC变流器的占空比Dk_i：
检测第k套绕组所对应的N个MMC半桥子模块的电容电压值Uk_x (x＝1,2,…N)，并根据电容电压的大小反序分配每个DC/DC变流器的输入电流 Iok_i(Pomax)(i＝1,2,…N)，具体分配方式为：
Figure GDA0003412194870000093
将检测得到的第k套绕组所对应的每个DC/DC变流器的输入电流直流量 Iok_i(measure)与理论值Iok_i(Pomax)作比较后，经过第一个PI调节器，得到第一个 PI调节器的输出结果为第k套绕组所对应的第i个DC/DC变流器的占空比Dk_i：
Figure GDA0003412194870000094
其中，KP1和KI1分别为第一个PI调节器的比例系数和积分系数。
需要说明的是，根据电容电压的大小反序分配每个DC/DC变流器的输入电流Iok_i(Pomax)(i＝1,2,…N)时，电容电压偏高的分配的电流偏小，电容电压偏低的分配的电流偏大。
本发明实施例通过给定的电枢常数Ke、18相永磁同步发电机极数P和电子电感Ls计算出最大功率点的三相桥式不控整流器的输出电流直流量参考值，与实际值作差之后经过PI调节器，PI调节器输出隔离型H桥DC/DC变流器的占空比，从而实现闭环控制，使三相桥式不控整流器的实际输出稳定在参考值，从而实现风能的最大利用。
请参阅图3，图3是本发明提供的一种18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法中三相桥式不控整流器的输入电流。从图3中可以得出虽然采用了不可控整流，但定子电流的正弦特性依然较好。
请参阅图4，图4是本发明提供的在最大功率跟踪控制下风速波动时的风能利用系数。从图4中可以得出风速在1.0s～1.5s内从10.2m/s下降到8.9m/s，风能利用系数在0.48左右波动，风速稳定后又恢复到0.48，说明本发明提供的18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法具有良好的最大功率跟踪效果。
请参阅图5，图5是本发明提供的在最大功率跟踪控制下风速波动时三相桥式不控整流器的输出电流。从图5中可以得出当风速变化时，三相桥式不控整流器的输出电流直流量不受风速波动的影响，说明本发明提供的18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法具备较高的正确性。
本发明实施例提供了一种18相风力发电系统及其最大功率跟踪控制方法，通过计算得到最大功率点的三相桥式不控整流器的输出电流直流量为一个恒定值，不受风速和风机转速的影响，因此，只需要维持三相桥式不控整流器的实际输出电流与理论电流值相等即可实现最大功率跟踪。在控制时只需通过改变每个 DC/DC变流器的占空比，实现改变输出功率，进而调节三相桥式不控整流器的输出电流，实现最大风能利用，大大简化了控制的复杂度。此外，本发明实施例采用的拓扑结构中每个三相桥式不控整流器都后接N个并联隔离型H桥DC/DC变流器，在对电流进行分配时根据N个MMC半桥子模块的电容电压大小反序分配电流，实现各个MMC半桥子模块的电容电压平衡。
需说明的是，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的系统实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法，其特征在于，所述风力发电系统包括18相永磁同步发电机、6个三相桥式不控整流器、6N个并联隔离型H桥DC/DC变流器和6N个MMC半桥子模块；其中，N表示一个三相桥式不控整流器并联的隔离型H桥DC/DC变流器的数量；
所述18相永磁同步发电机含有6套三相绕组，分别为Am、Bm、Cm，m＝1，2，…6；每两套相邻的三相绕组之间相差10°电角度；
所述三相桥式不控整流器的交流侧分别与所述18相永磁同步发电机的各套三相绕组相连，所述三相桥式不控整流器的直流侧正极与N个并联隔离型H桥DC/DC变流器的正极相连，所述三相桥式不控整流器的直流侧负极与N个并联隔离型H桥DC/DC变流器的负极相连；
所述MMC半桥子模块包括两个IGBT管T1、T2和一个电容C，T1的射极与T2的集电极相连，电容C正极与T1的集电极相连，电容C负极与T2的射极相连，电容C正极作为MMC半桥子模块的输入端正极，电容C负极作为MMC半桥子模块的输入端负极；将T1与T2的连接点作为MMC半桥子模块的输出端正极，T2的射极作为MMC半桥子模块的输出端负极；
每个并联隔离型H桥DC/DC变流器的输出端正极与一个MMC半桥子模块的输入端正极相连，每个并联隔离型H桥DC/DC变流器的输出端负极与一个MMC半桥子模块的输入端负极相连；
6N个MMC半桥子模块的输出端正、负极依次首尾相连，最后与一个电抗器L串联形成串联电路；串联电路中第一个MMC半桥子模块的输出端正极与高压直流电网的正极相连，串联电路中最后一个MMC半桥子模块的输出端负极与高压直流电网的负极相连；
所述18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法包括以下步骤：
以18相永磁同步发电机的第k套绕组为例，其余5套绕组控制方法相同：
(1)计算δ+π/3≥ωt≥δ阶段机侧Ak相电流值ia1(ωt)：
Figure FDA0003412194860000021
其中，δ为机侧Ak相电流第一个上升过零点对应的电角度，通过锁相环得到；Vo为三相桥式不控整流器的直流输出电压，通过电压互感器检测得到；VLP为机侧线电压峰值，
Figure FDA0003412194860000022
Ke为电枢常数，ωm为18相永磁同步发电机的转速，直接测量得到；ω为18相永磁同步发电机的角频率，ω＝(ωmπP)/60，P为18相永磁同步发电机的极数；ωt通过锁相环得到；Ls为18相永磁同步发电机的定子电感；
(2)计算δ+2π/3≥ωt≥δ+π/3阶段机侧Ak相电流值ia2(ωt)：
Figure FDA0003412194860000023
(3)计算δ+π≥ωt≥δ+2π/3阶段机侧Ak相电流值ia3(ωt)：
Figure FDA0003412194860000024
(4)计算三相桥式不控整流器的输出电流直流量Io：
Figure FDA0003412194860000025
(5)计算三相桥式不控整流器的输出功率Po：
Figure FDA0003412194860000026
(6)计算Po最大时的三相桥式不控整流器的输出电流直流量Io(Pomax)：
Figure FDA0003412194860000027
(7)计算隔离型H桥DC/DC变流器的占空比Dk_i：
检测第k套绕组所对应的N个MMC半桥子模块的电容电压值Uk_x(x＝1,2,…N)，并根据电容电压的大小反序分配每个DC/DC变流器的输入电流Iok_i(Pomax)(i＝1,2,…N)，具体分配方式为：
Figure FDA0003412194860000031
将检测得到的第k套绕组所对应的每个DC/DC变流器的输入电流直流量Iok_i(measure)与理论值Iok_i(Pomax)作比较后，经过第一个PI调节器，得到第一个PI调节器的输出结果为第k套绕组所对应的第i个DC/DC变流器的占空比Dk_i：
Figure FDA0003412194860000032
其中，KP1和KI1分别为第一个PI调节器的比例系数和积分系数。
2.如权利要求1所述的18相风力发电系统最大功率跟踪控制方法，其特征在于，所述18相永磁同步发电机的每套绕组所对应的MMC半桥子模块的个数N为3，所述MMC半桥子模块的电容C大小为4mF，所述MMC半桥子模块的电容电压参考值UCref为1000V，串联电抗器L大小为10mH；所述18相永磁同步发电机的极数P为24，电枢常数Ke为14.486V/rpm，定子电感Ls为16.24mH；所述18相永磁同步发电机的额定功率为4MW，额定电压为690V；高压直流电网额定电压为12kV；KP1＝2，KI1＝30。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106451532B (zh) * 2016-09-09 2018-12-11 湖南大学 一种多相直驱永磁风力发电变流一体化系统及其控制方法
CN106451531B (zh) * 2016-09-09 2019-01-18 湖南大学 一种多相大功率发电-变流一体化系统及其控制方法
CN107701371A (zh) * 2017-09-06 2018-02-16 合肥凌山新能源科技有限公司 一种多风机风力发电机组的发电控制系统
CN108092257B (zh) * 2018-01-19 2020-04-10 湖南大学 一种18相风力发电机直流并网结构及其控制方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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直驱式永磁同步风力发电机稳态模型与最大功率跟踪控制;汤天浩等;《电源学报》;20110515(第03期);第13-20页 *

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