[发明专利]一种变频交流发电系统及控制方法

权利要求书

1.一种变频交流发电系统，其特征在于：包括由定子双绕组异步发电机、滤波电感、功率变换器、励磁电容、滤波电容组成的主回路，由蓄电池和二极管组成的低压小功率辅助电源，由直流电压传感器、交流电压传感器、交流电流传感器组成的检测回路，由控制器和驱动电路组成的控制回路；其中：

所述低压小功率辅助电源用于给主回路提供初始励磁无功功率；检测回路用于检测主回路中的直流侧电压、交流侧电压、交流侧电流，并将检测得到的检测值传输至控制回路；控制回路根据检测值通过计算得出功率变换器输出电压的给定幅值和频率来驱动功率变换器。

2.一种基于权利要求1所述的变频交流发电系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，根据交流电压传感器、交流电流传感器的测量值算得定子双绕组异步发电机功率绕组侧输出的有功功率，比较直流电压传感器的测量值和直流电压给定值得到功率变换器直流母线电压的误差，利用如下公式计算出功率变换器输出电压的频率给定值：

fc*(k)=fc*(k-1)-Kp1ΔPo(k)-Kp2[edc(k)-edc(k-1)]-Ki1edc(k)]]>

其中：和分别表示当前控制周期和上一个控制周期功率变换器输出的电压频率给定值，K_p1和K_p2分别为第一、第二比例系数，K_i1为第一积分系数，ΔP_o(k)为当前控制周期功率绕组侧输出有功功率的增量，e_dc(k)和e_dc(k-1)分别表示当前控制周期和上一控制周期的功率变换器直流母线电压的误差值；

步骤2，根据定子双绕组异步发电机中控制侧绕组和功率侧绕组的匝数比、功率绕组侧输出变频交流电压的给定幅值及其误差值，利用如下公式计算出功率变换器输出电压的给定幅值：

Vc*(k)=NVpm*+Kp3[Vpm*-Vpm(k)]+Ki2Σ[Vpm*-Vpm(k)]]]>

其中：为当前控制周期功率变换器输出电压的给定幅值，N为定子双绕组异步发电机中控制侧绕组与功率侧绕组的匝数比，V_pm(k)分别为功率绕组输出变频交流电压的给定幅值和当前控制周期的实际值，K_p3为第三比例系数，K_i2为第二积分系数；

步骤3，根据步骤1和2求出的功率变换器输出电压的给定频率和幅值，采用正弦波脉宽调制信号或者空间电压矢量脉宽调制信号，通过驱动电路驱动功率变换器的开关管，由功率变换器控制定子双绕组异步发电机的定子旋转磁场的大小和转速。