[发明专利]电网电压不对称故障下直驱永磁风机谐波抑制优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电的直驱永磁风机技术，具体涉及一种电网电压不对称故障下直驱永磁风机谐波抑制优化方法。

背景技术

随着直驱永磁风机容量的增加，电网发生不对称故障时以及其他因素产生的高次谐波对电网的冲击也越来越严重，很小的不平衡电压将造成网侧电流的高度不平衡与畸变，进而导致直流侧母线电压发生振荡，间接的影响到机侧变流器的控制，引起永磁同步电机电磁转矩产生脉动，从而导致整个发电机组的输出功率发生振荡。

已有直驱永磁风机在不对称故障下谐波抑制控制策略的缺点如下：(1)在不对称故障发生时，对电网电流进行正负序分解，分别在正序与负序两个同步坐标系下分别对电流控制，虽能消除不对称故障下直流母线电压波动，但由于对正负序进行分解，将在电流环产生延时和误差，降低系统反应速度，结构复杂，在线运算量大。(2)发生不对称故障时，直驱风电系统会产生大量谐波，这些谐波轻则影响电机发电效率和发热，重则导致电机损坏，由于产生谐波的因素也有较多，并且谐波含量随电机工作点不同而变化，传统的依据谐波产生因素单个补偿的方式比较复杂，对谐波电流抑制效果不够理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种电网电压不对称故障下直驱永磁风机谐波抑制优化方法，本发明通过提取5、7次谐波电流并进行谐波电流抑制后获取abc三相补偿电压来补偿abc三相静止电压以生成控制信号，能够抵消不对称故障时电机电流中的谐波分量，从而大大降低直流母线电压对机侧变流器的影响，改善电机电流波形，起到很好的谐波抑制效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种电网电压不对称故障下直驱永磁风机谐波抑制优化方法，其特征在于实施步骤包括：

1)根据电机侧abc三相电流i_sa,i_sb,i_sc通过PI-R谐振控制器进行比例积分谐振控制获取abc三相静止电压v_sa,v_sb,v_sc；

2)根据电机侧abc三相电流i_sa,i_sb,i_sc提取5、7次谐波电流并进行谐波电流抑制后获取abc三相补偿电压u_acom,u_bcom,u_ccom；

3)将abc三相静止电压v_sa,v_sb,v_sc和abc三相补偿电压u_acom,u_bcom,u_ccom相加得到控制信号；

4)将控制信号通过SVPWM调制得到PWM波，通过该PWM波控制直驱永磁风机的逆变器开关从而驱动直驱永磁风机的永磁同步发电机PMSG。

优选地，步骤1)的详细步骤包括：

1.1)将电机侧abc三相电流i_sa,i_sb,i_sc经过abc/dq变换得到的d轴电流i_sd和q轴电流i_sq；

1.2)将d轴电流i_sd和d轴给定电流i_sdref做差后输入PI-R谐振控制器、再与d解耦电压△u_sd相加得到d轴电压v_sd，将q轴电流i_sq和q轴给定电流i_sqref做差后输入PI-R谐振控制器、再与q解耦电压△u_sq相加得到q轴电压v_sq；

1.3)将d轴电压v_sd、q轴电压v_sq经过dq/abc变换后得到abc三相静止电压v_sa,v_sb,v_sc。

优选地，步骤1.2)中d解耦电压△u_sd的计算函数表达式如式(1)所示；q解耦电压△u_sq的计算函数表达式如式(2)所示；

△u_sd＝-ω_eL_qi_sq(1)