[发明专利]一种基于RMC的DFIG直流并网发电系统及其转矩控制方法

权利要求书

1.一种基于RMC的DFIG直流并网发电系统，包括多台DFIG和高压直流电网；其特征在于：每台DFIG连接有定子RMC换流器和转子RMC换流器；所述的定子RMC换流器和转子RMC换流器共连有一台控制器；

所述的定子RMC换流器用于在DFIG启动阶段，将高压直流电网上的直流电压转换为正负交变的方波电压，并对该方波电压进行降压，进而将降压后的方波电压转换为三相交流电以为DFIG定子提供初始励磁；在DFIG运行阶段，定子RMC换流器将DFIG的三相定子电压转换为正负交变的脉冲电压，并对该脉冲电压进行升压，进而将升压后的脉冲电压转换为直流电以注入高压直流电网；

所述的转子RMC换流器用于将高压直流电网上的直流电压转换为正负交变的方波电压，并对该方波电压进行降压，进而将降压后的方波电压转换为三相交流电以为DFIG转子提供励磁；

所述的控制器用于采集DFIG的三相定子电流、三相转子电流、转子位置角以及转速，并根据这些信号构造出两组PWM信号分别对定子RMC换流器和转子RMC换流器进行协同控制。

2.根据权利要求1所述的DFIG直流并网发电系统，其特征在于：所述的定子RMC换流器和转子RMC换流器均由RMC、单相高频变压器和单相全桥全控型变流器依次连接构成；所述的RMC为三相六桥臂结构，其每个桥臂由一双向功率开关构建；所述的双向功率开关由两个IGBT管T₁～T₂组成；其中，IGBT管T₁的集电极为双向功率开关的一端，IGBT管T₁的发射极与IGBT管T₂的发射极相连，IGBT管T₂的集电极为双向功率开关的另一端，两个IGBT管T₁～T₂的门极接收控制器提供的PWM信号。

3.一种如权利要求1或2所述的DFIG直流并网发电系统的转矩控制方法，如下：

对于定子RMC换流器的控制，包括如下步骤：

A1.采集DFIG的三相定子电流、三相转子电流、转子位置角及转速；分别对三相定子电流和三相转子电流进行dq变换，得到三相定子电流的d轴分量I_ds和q轴分量I_qs以及三相转子电流的d轴分量I_dr和q轴分量I_qr；

A2.根据步骤A1中得到的信号通过计算DFIG气隙电势的d轴分量E_dm和q轴分量E_qm，进而计算出定子电压的d轴补偿量ΔU_ds和q轴补偿量ΔU_qs以及定子电流的d轴参考量i_ds和q轴参考量i_qs；

A3.根据步骤A2中计算得到的信号，通过PI调节补偿计算出定子d轴电压调制信号V_ds和定子q轴电压调制信号V_qs；

A4.根据定子d轴电压调制信号V_ds和定子q轴电压调制信号V_qs通过P-N-SVM技术构造得到一组PWM信号以对定子RMC换流器中的RMC进行控制；

对于转子RMC换流器的控制，包括如下步骤：

B1.分别对三相定子电流和三相转子电流进行dq变换，得到三相定子电流的d轴分量I_ds和q轴分量I_qs以及三相转子电流的d轴分量I_dr和q轴分量I_qr；

B2.根据步骤B1中得到的信号通过计算DFIG的等效励磁电流I_m，进而计算出转子电压的d轴补偿量ΔU_dr和q轴补偿量ΔU_qr以及转子电流的d轴参考量i_dr和q轴参考量i_qr；

B3.根据步骤B2中计算得到的信号，通过PI调节补偿计算出转子d轴电压调制信号V_dr和转子q轴电压调制信号V_qr；

B4.根据转子d轴电压调制信号V_dr和转子q轴电压调制信号V_qr通过P-N-SVM技术构造得到一组PWM信号以对转子RMC换流器中的RMC进行控制。