CN113131494B - 变频变压器的最大容量传输控制方法、系统、设备及介质 - Google Patents

变频变压器的最大容量传输控制方法、系统、设备及介质 Download PDF

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CN113131494B CN202110669686.3A CN202110669686A CN113131494B CN 113131494 B CN113131494 B CN 113131494B CN 202110669686 A CN202110669686 A CN 202110669686A CN 113131494 B CN113131494 B CN 113131494B
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Abstract

本申请公开了一种变频变压器的最大容量传输控制方法、系统、设备及介质，首先对采集得到的定子侧电网电压、定子电压、转子电压、定子电流、转子电流、变频变压器转速进行转换处理；接着将转换处理后的参数代入到本申请提出的最优定子无功功率给定值方程计算最优定子无功功率给定值，然后通过该最优定子无功功率给定值获得控制信号实现了变频变压器的最大容量传输控制；进一步地，通过该控制方法能够提高变频变压器的功率因数，充分利用了变频变压器的容量。从而解决了现有技术无法实现变频变压器的最大容量传输控制且不能获得定子无功功率给定值的技术问题。

Description

变频变压器的最大容量传输控制方法、系统、设备及介质
技术领域
本申请涉及电网异步互联技术领域，尤其涉及一种变频变压器的最大容量传输控制方法、系统、设备及介质。
背景技术
近期多国相继提出“碳中和”目标实现日期，“碳中和”目标倒逼电网加快迈向能源互联网。构建全球能源互联网首先需要实现电网互联，包括全球互联、洲际互联、国际互联和区域互联，面临这电网频率不同和相位不同的技术问题，需要通过电网异步互联技术解决电网异步带来的挑战。
变频变压器是一种新型电网异步互联装置，具有异步联网、输送功率控制、频率调整、向弱系统供电、黑启动电源、抑制低频功率振荡等功能。然而，变频变压器的无功功率是无法控制的，需要通过其他外部技术手段来实现无功功率的独立控制。
现有的变频变压器的拓扑结构示意图如图1所述，该变频变压器无功功率控制方法主要有以下两点不足：1、变频变压器用于两个不同频率电网的互联时，定子有功功率和转子有功功率不相等，若定子无功功率和转子无功功率相等，则会限制变频变压器的功率因数上限，导致无法实现变频变压器的最大容量传输控制；2、只提供了一个以定子无功电流为控制目标的串联变换器控制策略，没有涉及如何获得定子无功功率给定值。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种变频变压器的最大容量传输控制方法、系统、设备及介质，用于解决现有技术无法实现变频变压器的最大容量传输控制且不能获得定子无功功率给定值的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种变频变压器的最大容量传输控制方法，所述方法包括：
将采集得到的定子电压、转子电压、定子电流、转子电流进行预处理，得到定子有功功率、定子无功功率、转子有功功率、转子无功功率；将定子侧电网电压、定子电压、定子电流进行预处理，得到定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量；
将变频变压器的同步转速、变频变压器的额定视在功率、变频变压器的转速、所述定子无功功率和所述转子无功功率，代入到预设的最优定子无功功率给定值方程中处理，得到最优定子无功功率给定值；
将所述定子侧电网电压d轴直流分量、所述定子电压d轴直流分量、所述定子电压q轴直流分量、所述定子电流q轴直流分量、所述最优定子无功功率给定值代入到预设的第一电压控制方程中处理，得到正序同步旋转坐标系下串联变换器的电压参考值直流分量；
将所述串联变换器的电压参考值直流分量经过两相旋转到两相静止坐标变换模块处理，得到两相静止坐标系下串联变换器的电压参考值矢量；将所述串联变换器的电压参考值矢量经过空间矢量脉宽调制模块处理，得到串联变换器开关的控制信号S a 、S b 、S c ；
将所述定子有功功率和定子有功功率给定值，代入到预设的第二电压控制方程中处理，得到H桥变换器电压参考值；并将所述H桥变换器电压参考值经过脉宽调制模块处理，得到H桥变换器开关的控制信号S h 。
可选地，所述最优定子无功功率给定值方程为：
Figure 530758DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 323265DEST_PATH_IMAGE002
Figure 978368DEST_PATH_IMAGE003
式中，
Figure 59063DEST_PATH_IMAGE004
为所述最优定子无功功率给定值；
Figure 748802DEST_PATH_IMAGE005
为变频变压器的转差率；
Figure 633581DEST_PATH_IMAGE006
为变频变压器需要吸收的无功功率；
Figure 713664DEST_PATH_IMAGE007
为所述变频变压器的额定视在功率；
Figure 974881DEST_PATH_IMAGE008
为所述定子无功功率；
Figure 453879DEST_PATH_IMAGE009
为所述转子无功功率；
Figure 509560DEST_PATH_IMAGE010
为所述变频变压器的同步转速；
Figure 263889DEST_PATH_IMAGE011
为所述变频变压器的转速。
可选地，所述第一电压控制方程为：
Figure 813950DEST_PATH_IMAGE012
式中，
Figure 399652DEST_PATH_IMAGE013
和
Figure 642546DEST_PATH_IMAGE014
分别为定子无功功率控制器的比例系数和积分系数；
Figure 884172DEST_PATH_IMAGE015
和
Figure 221612DEST_PATH_IMAGE016
分别为定子无功电流控制器的比例系数和积分系数；
Figure 678132DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 13299DEST_PATH_IMAGE018
分别为定子电压q轴分量控制器的比例系数和积分系数；s为拉普拉斯算子；
Figure 804537DEST_PATH_IMAGE019
为定子电流q轴直流分量给定值；
Figure 693471DEST_PATH_IMAGE020
为所述最优定子无功功率给定值；
Figure 191449DEST_PATH_IMAGE021
为所述定子无功功率；
Figure 25412DEST_PATH_IMAGE022
为串联变换器d轴电压参考值直流分量；
Figure 789100DEST_PATH_IMAGE023
为所述定子电流q轴直流分量；
Figure 671606DEST_PATH_IMAGE024
为所述定子侧电网电压d轴直流分量；
Figure 86406DEST_PATH_IMAGE025
为所述定子电压d轴直流分量；
Figure 842004DEST_PATH_IMAGE026
为串联变换器q轴电压参考值直流分量；
Figure 279939DEST_PATH_IMAGE027
为所述定子电压q轴直流分量。
可选地，所述第二电压控制方程为：
Figure 762872DEST_PATH_IMAGE028
式中,
Figure 48491DEST_PATH_IMAGE029
和
Figure 224258DEST_PATH_IMAGE030
分别为定子有功功率控制器的比例系数和积分系数；s为拉普拉斯算子；
Figure 149489DEST_PATH_IMAGE031
为所述H桥变换器电压参考值；
Figure 207354DEST_PATH_IMAGE032
为所述定子有功功率给定值；
Figure 331167DEST_PATH_IMAGE033
为所述定子有功功率。
可选地，当变频变压器以最大容量进行传输时，则将所述额定视在功率和所述最优定子无功功率给定值代入到预设的定子有功功率给定值方程，计算定子有功功率给定值；
所述定子有功功率给定值方程为：
Figure 615518DEST_PATH_IMAGE034
式中,
Figure 841094DEST_PATH_IMAGE035
为所述定子有功功率给定值；
Figure 931410DEST_PATH_IMAGE036
为所述变频变压器的额定视在功率；
Figure 112993DEST_PATH_IMAGE037
为所述最优定子无功功率给定值。
可选地，所述将采集得到的定子电压、转子电压、定子电流、转子电流进行预处理，得到定子有功功率、定子无功功率、转子有功功率、转子无功功率，具体包括：
将所述定子电压、所述转子电压、所述定子电流、所述转子电流经过功率计算模块处理，得到所述定子有功功率、所述定子无功功率、所述转子有功功率、所述转子无功功率。
可选地，所述将定子侧电网电压、定子电压、定子电流进行预处理，得到定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量，具体包括：
将定子侧电网电压经过数字锁相环(PLL)模块处理，得到定子侧电网电压相位角；
将所述定子侧电网电压、所述定子电压、所述定子电流分别经过三相静止到两相静止坐标变换模块处理，得到两相静止坐标系下定子侧电网电压矢量、定子电压矢量、定子电流矢量；
根据所述定子侧电网电压相位角，将所述电网电压矢量、所述定子电压矢量、所述定子电流矢量分别经过两相静止到两相旋转坐标变换模块处理，得到正序同步旋转坐标系下的所述定子侧电网电压d轴直流分量、所述定子电压d轴直流分量、所述定子电压q轴直流分量、所述定子电流q轴直流分量。
本申请第二方面提供一种变频变压器的最大容量传输控制系统，所述系统包括：
预处理模块，用于将采集得到的定子电压、转子电压、定子电流、转子电流进行预处理，得到定子有功功率、定子无功功率、转子有功功率、转子无功功率；将定子侧电网电压、定子电压、定子电流进行预处理，得到定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量；
第一计算模块，用于将变频变压器的同步转速、变频变压器的额定视在功率、变频变压器的转速、所述定子无功功率和所述转子无功功率，代入到预设的最优定子无功功率给定值方程中处理，得到最优定子无功功率给定值；
第二计算模块，用于将所述定子侧电网电压d轴直流分量、所述定子电压d轴直流分量、所述定子电压q轴直流分量、所述定子电流q轴直流分量、所述最优定子无功功率给定值代入到预设的第一电压控制方程中处理，得到正序同步旋转坐标系下串联变换器的电压参考值直流分量；
第三计算模块，用于将所述串联变换器的电压参考值直流分量经过两相旋转到两相静止坐标变换模块处理，得到两相静止坐标系下串联变换器的电压参考值矢量；将所述串联变换器的电压参考值矢量经过空间矢量脉宽调制模块处理，得到串联变换器开关的控制信号S a 、S b 、S c ；
第四计算模块，用于将所述定子有功功率和定子有功功率给定值，代入到预设的第二电压控制方程中处理，得到H桥变换器电压参考值；并将所述H桥变换器电压参考值经过脉宽调制模块处理，得到H桥变换器开关的控制信号S h 。
本申请第三方面提供一种变频变压器的最大容量传输控制设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的变频变压器的最大容量传输控制方法的步骤。
本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的变频变压器的最大容量传输控制方法。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供了一种变频变压器的最大容量传输控制方法，包括：将采集得到的定子电压、转子电压、定子电流、转子电流进行预处理；得到定子有功功率、定子无功功率、转子有功功率、转子无功功率，将定子侧电网电压、定子电压、定子电流进行预处理，得到定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量；将变频变压器的同步转速、变频变压器的额定视在功率、变频变压器的转速、所述定子无功功率和所述转子无功功率，代入到预设的最优定子无功功率给定值方程中处理，得到最优定子无功功率给定值；将所述定子侧电网电压d轴直流分量、所述定子电压d轴直流分量、所述定子电压q轴直流分量、所述定子电流q轴直流分量、所述最优定子无功功率给定值代入到预设的第一电压控制方程中处理，得到正序同步旋转坐标系下串联变换器的电压参考值直流分量；将所述串联变换器的电压参考值直流分量经过两相旋转到两相静止坐标变换模块处理，得到两相静止坐标系下串联变换器的电压参考值矢量；将所述串联变换器的电压参考值矢量经过过空间矢量脉宽调制模块处理，得到串联变换器开关的控制信号S a 、S b 、S c ；将所述定子有功功率和定子有功功率给定值，代入到预设的第二电压控制方程中处理，得到H桥变换器电压参考值；并将所述H桥变换器电压参考值经过脉宽调制模块处理，得到H桥变换器开关的控制信号S h 。
本申请的变频变压器的最大容量传输控制方法，首先对采集得到的定子侧电网电压、定子电压、转子电压、定子电流、转子电流、变频变压器转速进行转换处理；接着将转换处理后的参数代入到本申请提出的最优定子无功功率给定值方程计算最优定子无功功率给定值，然后通过该最优定子无功功率给定值获得控制信号实现了变频变压器的最大容量传输控制，进一步地，通过该控制方法能够提高变频变压器的功率因数，充分利用了变频变压器的容量。从而解决了现有技术无法实现变频变压器的最大容量传输控制且不能获得定子无功功率给定值的技术问题。
附图说明
图1为现有的变频变压器的拓扑结构示意图；
图2为本申请实施例中提供的一种变频变压器的最大容量传输控制方法的控制框图；
图3为本申请实施例中提供的一种变频变压器的最大容量传输控制方法实施例一的流程示意图；
图4为本申请实施例中提供的一种变频变压器的最大容量传输控制方法实施例二的流程示意图；
图5为本申请实施例中一种变频变压器的最大容量传输控制系统实施例的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图2和图3，图2为本申请实施例中一种变频变压器的最大容量传输控制方法的控制框图，图3为本申请实施例中提供的一种变频变压器的最大容量传输控制方法实施例一的流程示意图。
本申请实施例一提供的一种变频变压器的最大容量传输控制方法，包括：
步骤101、将采集得到的定子电压、转子电压、定子电流、转子电流进行预处理，得到定子有功功率、定子无功功率、转子有功功率、转子无功功率；将定子侧电网电压、定子电压、定子电流进行预处理，得到定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量。
需要说明的是，本实施例利用电压传感器采集定子侧电网电压、定子电压、转子电压；利用电流传感器采集定子电流、转子电流；利用转速传感器采集变频变压器的转速。
然后将采集到的定子电压、转子电压、定子电流、转子电流经过具有功率计算功能的模块计算定子有功功率、定子无功功率、转子有功功率、转子无功功率。
并将定子侧电网电压、定子电压、定子电流分别经过三相静止到两相静止坐标变换模块、以及分别经过两相静止到两相旋转坐标变换模块处理得到定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量。
步骤102、将变频变压器的同步转速、变频变压器的额定视在功率、变频变压器的转速、定子无功功率和转子无功功率，代入到预设的最优定子无功功率给定值方程中处理，得到最优定子无功功率给定值。
步骤103、将定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量、最优定子无功功率给定值代入到预设的第一电压控制方程中处理，得到正序同步旋转坐标系下串联变换器的电压参考值直流分量。
步骤104、将串联变换器的电压参考值直流分量经过两相旋转到两相静止坐标变换模块处理，得到两相静止坐标系下串联变换器的电压参考值矢量；将串联变换器的电压参考值矢量经过过空间矢量脉宽调制模块处理，得到串联变换器开关的控制信号S a 、S b 、S c 。
步骤105、将定子有功功率和定子有功功率给定值，代入到预设的第二电压控制方程中处理，得到H桥变换器电压参考值；并将H桥变换器电压参考值经过脉宽调制模块处理，得到H桥变换器开关的控制信号S h 。
需要说明的是，当变频变压器以最大容量进行传输时，则将额定视在功率和最优定子无功功率给定值代入到预设的定子有功功率给定值方程，计算定子有功功率给定值。
其中，定子有功功率给定值方程为：
Figure 115715DEST_PATH_IMAGE034
式中,
Figure 77855DEST_PATH_IMAGE032
为所述定子有功功率给定值；
Figure 643965DEST_PATH_IMAGE036
为所述变频变压器的额定视在功率；
Figure 758683DEST_PATH_IMAGE020
为所述最优定子无功功率给定值。
本申请的变频变压器的最大容量传输控制方法，提出最优定子无功功率给定值的计算方法，从而实现了变频变压器的最大容量传输控制；进一步地，通过该控制方法能够提高变频变压器的功率因数，充分利用了变频变压器的容量。从而解决了现有技术无法实现变频变压器的最大容量传输控制且不能获得定子无功功率给定值的技术问题。
以上为本申请实施例一提供的一种变频变压器的最大容量传输控制方法，以下为本申请实施例二提供的一种变频变压器的最大容量传输控制方法。
请参阅图2和图4，图2为本申请实施例中一种变频变压器的最大容量传输控制方法的控制框图；图4为本申请实施例中提供的一种变频变压器的最大容量传输控制方法实施例二的流程示意图。
本申请实施例二提供的一种变频变压器的最大容量传输控制方法，包括：
步骤201、将定子电压、转子电压、定子电流、转子电流经过功率计算模块处理，得到定子有功功率、定子无功功率、转子有功功率、转子无功功率。
步骤202、将定子侧电网电压经过数字锁相环(PLL)模块处理，得到定子侧电网电压相位角。
步骤203、将定子侧电网电压、定子电压、定子电流分别经过三相静止到两相静止坐标变换模块处理，得到两相静止坐标系下定子侧电网电压矢量、定子电压矢量、定子电流矢量。
步骤204、根据定子侧电网电压相位角，将电网电压矢量、定子电压矢量、定子电流矢量分别经过两相静止到两相旋转坐标变换模块处理，得到正序同步旋转坐标系下的定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量。
步骤205、将变频变压器的同步转速、变频变压器的额定视在功率、变频变压器的转速、定子无功功率和转子无功功率，代入到预设的最优定子无功功率给定值方程中处理，得到最优定子无功功率给定值。
其中，最优定子无功功率给定值方程为：
Figure 181574DEST_PATH_IMAGE038
其中，
Figure 378813DEST_PATH_IMAGE002
Figure 810931DEST_PATH_IMAGE003
式中，
Figure 514576DEST_PATH_IMAGE004
为所述最优定子无功功率给定值；
Figure 249314DEST_PATH_IMAGE005
为变频变压器的转差率；
Figure 671199DEST_PATH_IMAGE006
为变频变压器需要吸收的无功功率；
Figure 907008DEST_PATH_IMAGE007
为所述变频变压器的额定视在功率；
Figure 727809DEST_PATH_IMAGE008
为所述定子无功功率；
Figure 758082DEST_PATH_IMAGE009
为所述转子无功功率；
Figure 667263DEST_PATH_IMAGE010
为所述变频变压器的同步转速；
Figure 441184DEST_PATH_IMAGE011
为所述变频变压器的转速。
步骤206、将定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量、最优定子无功功率给定值代入到预设的第一电压控制方程中处理，得到正序同步旋转坐标系下串联变换器的电压参考值直流分量。
其中，第一电压控制方程为：
Figure 119421DEST_PATH_IMAGE039
式中，
Figure 258279DEST_PATH_IMAGE013
和
Figure 904024DEST_PATH_IMAGE014
分别为定子无功功率控制器的比例系数和积分系数；
Figure 966789DEST_PATH_IMAGE015
和
Figure 14379DEST_PATH_IMAGE016
分别为定子无功电流控制器的比例系数和积分系数；
Figure 134257DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 267299DEST_PATH_IMAGE018
分别为定子电压q轴分量控制器的比例系数和积分系数；s为拉普拉斯算子；
Figure 320705DEST_PATH_IMAGE019
为定子电流q轴直流分量给定值；
Figure 973535DEST_PATH_IMAGE020
为所述最优定子无功功率给定值；
Figure 516511DEST_PATH_IMAGE021
为所述定子无功功率；
Figure 622002DEST_PATH_IMAGE022
为串联变换器d轴电压参考值直流分量；
Figure 541416DEST_PATH_IMAGE023
为所述定子电流q轴直流分量；
Figure 48752DEST_PATH_IMAGE024
为所述定子侧电网电压d轴直流分量；
Figure 762630DEST_PATH_IMAGE025
为所述定子电压d轴直流分量；
Figure 618066DEST_PATH_IMAGE026
为串联变换器q轴电压参考值直流分量；
Figure 13275DEST_PATH_IMAGE027
为所述定子电压q轴直流分量。
步骤207、将串联变换器的电压参考值直流分量经过两相旋转到两相静止坐标变换模块处理，得到两相静止坐标系下串联变换器的电压参考值矢量；将串联变换器的电压参考值矢量经过过空间矢量脉宽调制模块处理，得到串联变换器开关的控制信号S a 、S b 、S c 。
步骤208、将定子有功功率和定子有功功率给定值，代入到预设的第二电压控制方程中处理，得到H桥变换器电压参考值；并将H桥变换器电压参考值经过脉宽调制模块处理，得到H桥变换器开关的控制信号S h 。
其中，第二电压控制方程为：
Figure 624385DEST_PATH_IMAGE028
式中,
Figure 525476DEST_PATH_IMAGE029
和
Figure 854827DEST_PATH_IMAGE030
分别为定子有功功率控制器的比例系数和积分系数；s为拉普拉斯算子；
Figure 53727DEST_PATH_IMAGE031
为所述H桥变换器电压参考值；
Figure 270076DEST_PATH_IMAGE032
为所述定子有功功率给定值；
Figure 591335DEST_PATH_IMAGE033
为所述定子有功功率。
以上为本申请实施例二提供的一种变频变压器的最大容量传输控制方法，以下为本申请实施例提供的一种变频变压器的最大容量传输控制系统。
请参阅图5，图5为本申请实施例中一种变频变压器的最大容量传输控制系统实施例的结构图。
本申请实施例提供的一种变频变压器的最大容量传输控制系统，包括：
预处理模块301，用于将采集得到的定子电压、转子电压、定子电流、转子电流进行预处理，得到定子有功功率、定子无功功率、转子有功功率、转子无功功率；将定子侧电网电压、定子电压、定子电流进行预处理，得到定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量。
第一计算模块302，用于将变频变压器的同步转速、变频变压器的额定视在功率、变频变压器的转速、定子无功功率和转子无功功率，代入到预设的最优定子无功功率给定值方程中处理，得到最优定子无功功率给定值。
第二计算模块303，用于将定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量、最优定子无功功率给定值代入到预设的第一电压控制方程中处理，得到正序同步旋转坐标系下串联变换器的电压参考值直流分量。
第三计算模块304，用于将串联变换器的电压参考值直流分量经过两相旋转到两相静止坐标变换模块处理，得到两相静止坐标系下串联变换器的电压参考值矢量；将串联变换器的电压参考值矢量经过过空间矢量脉宽调制模块处理，得到串联变换器开关的控制信号S a 、S b 、S c 。
第四计算模块305，用于将定子有功功率和定子有功功率给定值，代入到预设的第二电压控制方程中处理，得到H桥变换器电压参考值；并将H桥变换器电压参考值经过脉宽调制模块处理，得到H桥变换器开关的控制信号S h 。
本实施例提供的一种变频变压器的最大容量传输控制系统，首先对采集得到的定子侧电网电压、定子电压、转子电压、定子电流、转子电流、变频变压器转速进行转换处理；接着将转换处理后的参数代入到本申请提出的最优定子无功功率给定值方程计算最优定子无功功率给定值，然后通过该最优定子无功功率给定值获得控制信号实现了变频变压器的最大容量传输控制，进一步地，通过该控制方法能够提高变频变压器的功率因数，充分利用了变频变压器的容量。从而解决了现有技术无法实现变频变压器的最大容量传输控制且不能获得定子无功功率给定值的技术问题。
进一步地，本申请还提供了一种变频变压器的最大容量传输控制设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述方法实施例所述的变频变压器的最大容量传输控制方法。
进一步地，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述方法实施例所述的变频变压器的最大容量传输控制方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个（项）”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项（个），可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM）、随机存取存储器（英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种变频变压器的最大容量传输控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于变频变压器结构，所述变频变压器结构包括：双馈电机和直流电机；所述双馈电机包括定子和转子；其中，所述直流电机与H桥变换器的第一端相连，所述H桥变换器的第二端与串联变换器的第一端相连，所述串联变换器的第二端连接于三相电路；
方法包括：
将采集得到的定子电压、转子电压、定子电流、转子电流进行预处理，得到定子有功功率、定子无功功率、转子有功功率、转子无功功率；将定子侧电网电压、所述定子电压、所述定子电流进行预处理，得到定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量；
将变频变压器的同步转速、变频变压器的额定视在功率、变频变压器的转速、所述定子无功功率和所述转子无功功率，代入到预设的最优定子无功功率给定值方程中处理，得到最优定子无功功率给定值；
将所述定子侧电网电压d轴直流分量、所述定子电压d轴直流分量、所述定子电压q轴直流分量、所述定子电流q轴直流分量、所述最优定子无功功率给定值代入到预设的第一电压控制方程中处理，得到正序同步旋转坐标系下串联变换器的电压参考值直流分量；
将所述串联变换器的电压参考值直流分量经过两相旋转到两相静止坐标变换模块处理，得到两相静止坐标系下串联变换器的电压参考值矢量；将所述串联变换器的电压参考值矢量经过空间矢量脉宽调制模块处理，得到串联变换器开关的控制信号Sa、Sb、Sc；
将所述定子有功功率和定子有功功率给定值，代入到预设的第二电压控制方程中处理，得到H桥变换器电压参考值；并将所述H桥变换器电压参考值经过脉宽调制模块处理，得到H桥变换器开关的控制信号Sh；
所述最优定子无功功率给定值方程为：
Figure FDA0003153758110000021
其中，
Qneed＝Qs+Qr
Figure FDA0003153758110000022
式中，
Figure FDA00031537581100000212
为所述最优定子无功功率给定值；slip为变频变压器的转差率；Qneed为变频变压器需要吸收的无功功率；SN为所述变频变压器的额定视在功率；Qs为所述定子无功功率；Qr为所述转子无功功率；n0为所述变频变压器的同步转速；n为所述变频变压器的转速；
所述第一电压控制方程为：
Figure FDA0003153758110000023
Figure FDA0003153758110000024
Figure FDA0003153758110000025
式中，Kp1和Ki1分别为定子无功功率控制器的比例系数和积分系数；Kp2和Ki2分别为定子无功电流控制器的比例系数和积分系数；Kp3和Ki3分别为定子电压q轴分量控制器的比例系数和积分系数；s为拉普拉斯算子；
Figure FDA0003153758110000026
为定子电流q轴直流分量给定值；
Figure FDA0003153758110000027
为所述最优定子无功功率给定值；Qs为所述定
Figure FDA0003153758110000028
电压d轴直流分量；
Figure FDA0003153758110000029
为串联变换器q轴电压参考值直流分量；
Figure FDA00031537581100000210
为所述定子电压q轴直流分量；
所述第二电压控制方程为：
Figure FDA00031537581100000211
式中,Kp4和Ki4分别为定子有功功率控制器的比例系数和积分系数；s为拉普拉斯算子；ua为所述H桥变换器电压参考值；
Figure FDA0003153758110000031
为所述定子有功功率给定值；PS为所述定子有功功率。
2.根据权利要求1所述的变频变压器的最大容量传输控制方法，其特征在于，当变频变压器以最大容量进行传输时，则将所述额定视在功率和所述最优定子无功功率给定值代入到预设的定子有功功率给定值方程，计算定子有功功率给定值；
所述定子有功功率给定值方程为：
Figure FDA0003153758110000032
式中,
Figure FDA0003153758110000033
为所述定子有功功率给定值；SN为所述变频变压器的额定视在功率；
Figure FDA0003153758110000034
为所述最优定子无功功率给定值。
3.根据权利要求1所述的变频变压器的最大容量传输控制方法，其特征在于，所述将采集得到的定子电压、转子电压、定子电流、转子电流进行预处理，得到定子有功功率、定子无功功率、转子有功功率、转子无功功率，具体包括：
将所述定子电压、所述转子电压、所述定子电流、所述转子电流经过功率计算模块处理，得到所述定子有功功率、所述定子无功功率、所述转子有功功率、所述转子无功功率。
4.根据权利要求1所述的变频变压器的最大容量传输控制方法，其特征在于，所述将定子侧电网电压、定子电压、定子电流进行预处理，得到定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量，具体包括：
将定子侧电网电压经过数字锁相环(PLL)模块处理，得到定子侧电网电压相位角；
将所述定子侧电网电压、所述定子电压、所述定子电流分别经过三相静止到两相静止坐标变换模块处理，得到两相静止坐标系下定子侧电网电压矢量、定子电压矢量、定子电流矢量；
根据所述定子侧电网电压相位角，将所述电网电压矢量、所述定子电压矢量、所述定子电流矢量分别经过两相静止到两相旋转坐标变换模块处理，得到正序同步旋转坐标系下的所述定子侧电网电压d轴直流分量、所述定子电压d轴直流分量、所述定子电压q轴直流分量、所述定子电流q轴直流分量。
5.一种变频变压器的最大容量传输控制系统，其特征在于，包括：
预处理模块，用于将采集得到的定子电压、转子电压、定子电流、转子电流进行预处理，得到定子有功功率、定子无功功率、转子有功功率、转子无功功率；将定子侧电网电压、定子电压、定子电流进行预处理，得到定子侧电网电压d轴直流分量、定子电压d轴直流分量、定子电压q轴直流分量、定子电流q轴直流分量；
第一计算模块，用于将变频变压器的同步转速、变频变压器的额定视在功率、变频变压器的转速、所述定子无功功率和所述转子无功功率，代入到预设的最优定子无功功率给定值方程中处理，得到最优定子无功功率给定值；
第二计算模块，用于将所述定子侧电网电压d轴直流分量、所述定子电压d轴直流分量、所述定子电压q轴直流分量、所述定子电流q轴直流分量、所述最优定子无功功率给定值代入到预设的第一电压控制方程中处理，得到正序同步旋转坐标系下串联变换器的电压参考值直流分量；
第三计算模块，用于将所述串联变换器的电压参考值直流分量经过两相旋转到两相静止坐标变换模块处理，得到两相静止坐标系下串联变换器的电压参考值矢量；将所述串联变换器的电压参考值矢量经过空间矢量脉宽调制模块处理，得到串联变换器开关的控制信号Sa、Sb、Sc；
第四计算模块，用于将所述定子有功功率和定子有功功率给定值，代入到预设的第二电压控制方程中处理，得到H桥变换器电压参考值；并将所述H桥变换器电压参考值经过脉宽调制模块处理，得到H桥变换器开关的控制信号Sh；
所述最优定子无功功率给定值方程为：
Figure FDA0003153758110000051
其中，
Qneed＝Qs+Qr
Figure FDA0003153758110000052
式中，
Figure FDA0003153758110000053
为所述最优定子无功功率给定值；slip为变频变压器的转差率；Qneed为变频变压器需要吸收的无功功率；SN为所述变频变压器的额定视在功率；Qs为所述定子无功功率；Qr为所述转子无功功率；n0为所述变频变压器的同步转速；n为所述变频变压器的转速；
所述第一电压控制方程为：
Figure FDA0003153758110000054
Figure FDA0003153758110000055
Figure FDA0003153758110000056
式中，Kp1和Ki1分别为定子无功功率控制器的比例系数和积分系数；Kp2和Ki2分别为定子无功电流控制器的比例系数和积分系数；Kp3和Ki3分别为定子电压q轴分量控制器的比例系数和积分系数；s为拉普拉斯算子；
Figure FDA0003153758110000057
为定子电流q轴直流分量给定值；
Figure FDA0003153758110000058
为所述最优定子无功功率给定值；Qs为所述定
Figure FDA0003153758110000059
电压d轴直流分量；
Figure FDA00031537581100000510
为串联变换器q轴电压参考值直流分量；
Figure FDA00031537581100000511
为所述定子电压q轴直流分量；
所述第二电压控制方程为：
Figure FDA00031537581100000512
式中,Kp4和Ki4分别为定子有功功率控制器的比例系数和积分系数；s为拉普拉斯算子；ua为所述H桥变换器电压参考值；
Figure FDA0003153758110000061
为所述定子有功功率给定值；PS为所述定子有功功率。
6.一种变频变压器的最大容量传输控制设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-4任一项所述的变频变压器的最大容量传输控制方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-4任一项所述的变频变压器的最大容量传输控制方法。
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