一種雙饋風機勵磁控制裝置及其控制方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種控制裝置及其控制方法，尤其是涉及一種雙饋風機勵磁控制裝置及其控制方法。一種雙饋風機勵磁控制裝置，其特征在于，包括風力特性模擬裝置、分別與風力特性模擬裝置相連的交流勵磁發電裝置和DSP控制裝置，所述的DSP控制裝置還連接有一個勵磁變壓裝置，所述的勵磁變壓裝置通過一個激勵轉換開關與所述交流勵磁發電裝置相連。因此，本發明專利技術具有如下優點：1.設計合理，結構簡單且完全實用；2.能夠用于模擬變速恒頻的交流勵磁雙饋風力發電機的風力發電系統，供教學和科研使用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種控制裝置及其控制方法，尤其是涉及。
技術介紹
風電作為一種重要的可再生能源，對緩解世界能源危機和環境惡化具有重要意義。當前，世界各國都投入了大量人力、物力和財力，積極開展對風電技術的研究。在實驗室采用模擬技術搭建的風力發電模擬試驗系統，可以實現對風電場、風力機和風力發電機及其控制系統的模擬，為風電技術的研究，尤其為風力發電機及其控制技術、并網技術、低電壓穿越控制技術、最大風電功率追蹤技術、抑制風電功率波動的儲能及其控制技術等研究，提供了十分便利的研究平臺，然而，現在科研教學還沒有用于模擬變速恒頻的交流勵磁雙饋風力發電機的風力發電系統。
技術實現思路
本專利技術主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種用于模擬變速恒頻的交流勵磁雙饋風力發電機的風力發電系統，供教學和科研使用的。本專利技術的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的 一種雙饋風機勵磁控制裝置，其特征在于，包括風力特性模擬裝置、分別與風力特性模擬裝置相連的交流勵磁發電裝置和DSP控制裝置，所述的DSP控制裝置還連接有一個勵磁變壓裝置，所述的勵磁變壓裝置通過一個激勵轉換開關與所述交流勵磁發電裝置相連。繞線式異步電機轉子為繞線型，通常采用交流勵磁方式，通過改變交流勵磁電流的頻率實現變速恒頻運行，其調速范圍為同步速±30%，與鼠籠式電機相比有了很大的提高，因此可以較好利用風能，實現額定風速以下的最佳效率運行；轉子勵磁變換器采用背對背的雙SPWM變換器，可以雙向傳送轉差功率，因此變換器的最大工作容量就是最大轉差容量，即30%的電機容量，與定子側全功率變換器容量相比，變換器容量相對較小，體積小，重量輕。交流勵磁雙饋風力發電系統有高效率，大容量、變換器容量較小等特點，在實際風力發電系統中得到了廣泛使用。在上述的一種雙饋風機勵磁控制裝置，所述的交流勵磁發電裝置包括一個他勵直流發電機以及通過他勵直流發電機與所述風力特性模擬裝置相連的交流勵磁發電機。在上述的一種雙饋風機勵磁控制裝置，所述DSP控制裝置包括一個轉子側DSP控制器以及通過所述轉子側DSP控制器同時與上述他勵直流發電機和交流勵磁發電機相連的電網側DSP控制器。在上述的一種雙饋風機勵磁控制裝置，所述的勵磁變壓裝置包括一個平波電抗以及通過平波電抗與上述電網側DSP控制器相連的勵磁變壓器。在上述的一種雙饋風機勵磁控制裝置，該雙饋風機勵磁控制裝置還包括一個主變壓器以及一端通過主變壓器與上述交流勵磁發電機相連的并網開關，所述并網開關另一端連接有電網。在上述的一種雙饋風機勵磁控制裝置，上述激勵轉換開關分別連接有上述交流勵磁發電機、勵磁變壓器以及市電。一種采用雙饋風機勵磁控制裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1，在靜止狀態，直流母線的電源有單相整流橋提供，操作者發出電網側開機指令，如果是它勵方式電網側控制裝置會自動將直流母線電壓調整至設定值。電網側控制裝置和轉子側控制裝置采用的是正弦脈寬調制。若是自并勵方式，電網側控制裝置不會調整電壓，直流母線的電源仍由柜體內的單相整流橋提供。步驟2，操作者在步驟2執行后才能對轉子側控制裝置發出起勵指令，而轉子側控制裝置會自動監視機組的轉速，只有當機組轉速超過同步轉速70%時才會自動起勵建壓(默認起勵轉速為80%同步轉速)。轉子側控制裝置的功能是跟蹤轉子轉速使轉子側變頻器 的輸出電壓頻率為同步頻率與轉速的差值，從而實現異步發電。此時電網側和轉子側控制實際上組成了一個交-直-交變頻器。如果是自并勵方式，在剛建壓的3飛秒內，直流母線功率仍由單相整流橋提供，在機端電壓達到額定值后，電網側控制裝置會自動將直流母線電壓調整到設定值，使單相整流橋不再提供功率。轉子側控制器會一直監視電機轉速，一旦轉速低于同步戰速70%即自動滅磁。步驟3，操作者在發電機機端建壓后即可著手將發電機并入無窮大電網，本裝置沒有提供并網開關機構，只有并網接口。在并網后機端頻率會被無窮大電網保持在同步頻率，此時改變轉子勵磁電壓頻率可改變電機轉速。而電機轉速若高于同步頻率，則交-直-交變頻系統的功率流向將是從轉子到電網，低于同步頻率則相反，從而實現雙饋發電。因此，本專利技術具有如下優點1.設計合理，結構簡單且完全實用；2.能夠用于模擬變速恒頻的交流勵磁雙饋風力發電機的風力發電系統，供教學和科研使用。附圖說明圖I為本專利技術的電路結構示意圖。具體實施例方式下面通過實施例，并結合附圖，對本專利技術的技術方案作進一步具體的說明。實施例 一種雙饋風機勵磁控制裝置，包括風力特性模擬裝置、分別與風力特性模擬裝置相連的交流勵磁發電裝置和DSP控制裝置，所述的DSP控制裝置還連接有一個勵磁變壓裝置，所述的勵磁變壓裝置通過一個激勵轉換開關與所述交流勵磁發電裝置相連。交流勵磁雙饋風力發電系統主回路結構原理圖如圖I所示。雙饋發電機的定子直接與工頻電網相連，而轉子則通過能量可以雙向流動的背靠背雙SPWM變換器(電網側變換器和轉子側變換器)組成的交直交系統和電網相連。其中，交流勵磁雙饋風力發電機勵磁控制系統如圖由背靠背的雙SPWM變換器、基于TMS320F2812的勵磁控制器和勵磁變壓器、交流勵磁雙饋發電機等單元組成。交流勵磁發電裝置包括一個他勵直流發電機以及通過他勵直流發電機與所述風力特性模擬裝置相連的交流勵磁發電機；DSP控制裝置包括一個轉子側DSP控制器以及通過所述轉子側DSP控制器同時與上述他勵直流發電機和交流勵磁發電機相連的電網側DSP控制器；勵磁變壓裝置包括一個平波電抗以及通過平波電抗與上述電網側DSP控制器相連的勵磁變壓器；該雙饋風機勵磁控制裝置還包括一個主變壓器以及一端通過主變壓器與上述交流勵磁發電機相連的并網開關，所述并網開關另一端連接有電網，激勵轉換開關分別連接有上述交流勵磁發電機、勵磁變壓器以及市電。電網側變換器(頻率±15Hz，容量3kVA)的交流端通過勵磁變壓器與電網相連，直流側則與轉子側變換器的直流側并聯。電網側變換器的主要任務是維持變換器直流側的電壓穩定；電網側變換器采用PQ解耦控制策略，可實現變換器交流側的PQ四象限運行，在轉子亞同步速運行時向轉子提供勵磁功率和轉差功率，在轉子超同步速運行時，將轉子輸出的轉差功率傳送到電網。還可根據電網對無功功率的需求與電網交換無功功率，但通常為降低變換器容量而運行在單位功率因數狀態；其工作原理頻率跟蹤網頻，相序自動辨識自動適應；SPWM的變頻控制采用恒定載波比改變載波周期的方式調頻，查表獲得每個載波周期中的正弦脈沖寬度值。采用與電網電壓同步，改變調制波相對電網電壓相位的方法進 行調相，以改變有功功率傳送方向和大小，維持直流電壓穩定在給定水平上。轉子側變換器(頻率50±1Ηζ，容量3kVA)的直流側與電網側變換器的直流側并聯，其交流側與雙饋發電機的轉子繞組相連。主要任務是為雙饋發電機提供合適幅值和頻率的勵磁電流，實現發電機機端電壓的穩定控制、負責并聯運行機組之間無功功率的合理分配，實現最大風能功率追蹤等。其工作原理并網前根據網頻和轉速自動確定勵磁電流頻率和相序，跟蹤并網相位，跟蹤電網電壓幅值，為準同步并網創造條件；并網后維持勵磁電流頻率不變，或由人工調節，或由最大功率追蹤功能軟件自動調整；定電壓(定電流)控制時，根據電壓(電流)偏差自動調節輸出勵磁電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙饋風機勵磁控制裝置，其特征在于，包括風力特性模擬裝置、分別與風力特性模擬裝置相連的交流勵磁發電裝置和DSP控制裝置，所述的DSP控制裝置還連接有一個勵磁變壓裝置，所述的勵磁變壓裝置通過一個激勵轉換開關與所述交流勵磁發電裝置相連。

【技術特征摘要】
1.一種雙饋風機勵磁控制裝置，其特征在于，包括風力特性模擬裝置、分別與風力特性模擬裝置相連的交流勵磁發電裝置和DSP控制裝置，所述的DSP控制裝置還連接有一個勵磁變壓裝置，所述的勵磁變壓裝置通過一個激勵轉換開關與所述交流勵磁發電裝置相連。2.根據權利要求2所述的一種雙饋風機勵磁控制裝置，其特征在于，所述的交流勵磁發電裝置包括一個他勵直流發電機以及通過他勵直流發電機與所述風力特性模擬裝置相連的交流勵磁發電機。3.根據權利要求3所述的一種雙饋風機勵磁控制裝置，其特征在于，所述DSP控制裝置包括一個轉子側DSP控制器以及通過所述轉子側DSP控制器同時與上述他勵直流發電機和交流勵磁發電機相連的電網側DSP控制器。4.根據權利要求4所述的一種雙饋風機勵磁控制裝置，其特征在于，所述的勵磁變壓裝置包括一個平波電抗以及通過平波電抗與上述電網側DSP控制器相連的勵磁變壓器。5.根據權利要求5所述的一種雙饋風機勵磁控制裝置，其特征在于，該一種雙饋風機勵磁控制裝置還包括一個主變壓器以及一端通過主變壓器與上述交流勵磁發電機相連的并網開關，所述并網開關另一端連接有電網。6.根據權利要求6所述的一種雙饋風機勵磁控制裝置，其特征在于，上述激勵轉換開關分別連接有上述交流勵磁發電機、勵磁變壓器以...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸繼明，
申請(專利權)人：武漢華大電力自動技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：