[实用新型]双馈风力发电机的变流装置控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于风力发电领域，尤其是一种双馈风力发电机的变流装置控制系统。

背景技术

目前，兆瓦级变速变桨双馈并网型风力发电机组代表了国内风电机组整机发展的主流方向，而双馈变流装置是兆瓦级双亏风电机组中的核心部件之一，是实现双馈式异步风力发电机组在风速大范围变化情况下的恒压恒频并网发电运行的重要组成部分。现有大功率双馈变流装置控制系统多采用双处理器或双数字信号处理器（DSP)架构，处理器间通过双口随机存取存储器（RAM）或串行通信方式连接，控制系统的各功能板平面布置，多采用分立元件的驱动板加绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块构成功率输出电路，功率变换电路与控制系统之间通过线路远距离连接。这种结构造成以下不足：1.双中央处理器（CPU）结构造成易出故障、协同控制复杂；2.各控制板抗电磁干扰能力差、连线复杂；3.分立元件构成的控制板或驱动板参数匹配困难、使用器件多、易出故障；4.过多的分立元件造成生产、调试、维护的高成本；5.缺乏网络接口，难以实现远程故障诊断和数据交换换，难以适应不同整机厂商接口要求；6.没有大容量的存储介质，不能长期保存测量数据，难以实现故障分析、预报。

发明内容

本实用新型的目的在于弥补现有技术不足，提出一种双馈风力发电机的变流装置控制系统，该变流装置控制系统采用模块化设计，具有网络接口丰富、抗干扰能力强、控制精度高、测量速度快的特点，实现了对电流内环及功率外环的双闭环控制，以及对数据的集中采集、故障预报及诊断功能。

本实用新型的双馈风力发电机的变流装置控制系统，是由可编程逻辑控制器PLC、触摸显示屏、网络接口模块、数据采集控制模块连接构成。可编程逻辑控制器PLC模块与触摸显示屏相连接，可编程逻辑控制器PLC模块与网络接口模块的一端相连接，该网络接口模块的另一端与风电机组控制及变桨系统相连接，可编程逻辑控制器PLC模块还与数据采集控制模块相连接，该数据采集控制模块同时与网侧功率模块、转子侧功率模块相连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述的数据采集控制模块由数字信号处理器DSP与A/D转换模块、可编程逻辑控制器PLC接口模块、数字量信号输入输出模块、转速测量模块、脉冲宽度调制PWM模块、存储器模块相连接构成， A/D转换模块的输入端与模拟信号变换模块的的输出端相连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述的可编程逻辑控制器PLC接口模块为控制器局域网络总线CAN接口模块、RS485通信接口模块、RS232通信接口模块中的一种或多种。

作为本实用新型的进一步改进，所述的模拟信号变换模块由定子线电压传感器、主电网线电压传感器、网侧逆变器相电流传感器、电网相电流传感器、直流母线电压传感器、转子电流传感器、电压信号调理电路、低通滤波电路、电流信号调理电路的连接构成，低通滤波器的输入端分别连接到定子线电压传感器、主电网线电压传感器、网侧逆变器相电路传感器、电网相电流传感器、转子电流传感器，电压信号调理电路和电流信号调理电路分别与低通滤波器的两个输出端相连接，电流信号调理电路和电压信号调理电路的输出端连接到A/D转换模块，该A/D转换模块为16位或32位多路并行模数转换器。

作为本实用新型的进一步改进，所述的数字量信号输入输出模块由数字量信号光电隔离电路、数字量信号整形滤波电路构成，数字量信号经数字量信号整形滤波电路及数字量信号光电隔离电路后与数字信号处理器DSP相连接，数字信号处理器DSP的输出信号经过数字量信号光电隔离电路后与网侧功率模块及转子侧功率模块相连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述的转速测量模块由编码器驱动电路、编码器电压变换电路、编码器整形滤波电路、编码器光电隔离电路、编码器依次连接构成，发电机转子的转轴与编码器的输入端直接相连，数字信号处理器DSP的正交编码脉冲接口与编码器驱动电路的输出端相连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述的脉冲宽度调制PWM模块由转子侧光电隔离电路、网侧光电隔离电路、可编程器件连接构成，数字信号处理器DSP及过流、过压保护信号分别与脉冲宽度调制PWM模块的两个输入端相连接，转子侧光电隔离电路、网侧光电隔离电路的输入端分别与脉冲宽度调制PWM模块的两个输出端相连接，转子侧功率模块、网侧功率模块通过光纤或其他通讯传输线缆分别与转子侧光电隔离电路、网侧光电隔离电路的输出端相连接。