一種高可靠性的發(fā)電系統(tǒng)智能控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電機發(fā)電控制技術(shù)的領(lǐng)域，尤其是涉及一種高可靠性的發(fā)電系統(tǒng)智能控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)、電力傳動技術(shù)的日益發(fā)展，發(fā)電機發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)已得到了廣泛的應(yīng)用，如風(fēng)力發(fā)電、水利發(fā)電等。但近幾年，隨著新能源以及科技的不斷發(fā)展，很多發(fā)電場合對發(fā)電機發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)性能以及可靠性上提出了較高的要求。
[0003]目前發(fā)電機發(fā)電控制方法仍存在一些不足或待改進之處:在發(fā)電過程中電壓調(diào)節(jié)還不夠穩(wěn)定；其采用的電流PI控制器，存在固有的滯后特性，從而會影響系統(tǒng)的動態(tài)性能和限制系統(tǒng)帶寬的增加，響應(yīng)速度受限；其發(fā)電系統(tǒng)控制的可靠性差，當(dāng)遇到發(fā)電機出現(xiàn)繞組斷路或短路故障后無法進行穩(wěn)定正常發(fā)電，嚴(yán)重影響了發(fā)電機的發(fā)電性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種高可靠性的發(fā)電系統(tǒng)智能控制方法，使其能夠在發(fā)電過程中穩(wěn)定地進行電壓調(diào)節(jié)，同時能使發(fā)電系統(tǒng)具有很好地動態(tài)性能，減少滯后影響，且能使發(fā)電系統(tǒng)具有較高的可靠性，即使在發(fā)電機出現(xiàn)繞組斷路或短路故障情況下仍能穩(wěn)定正常發(fā)電，從而使之適用于對動態(tài)性能以及可靠性要求較高的發(fā)電場合。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高可靠性的發(fā)電系統(tǒng)智能控制方法，該方法包括如下步驟:
[0006](I)啟動原動機帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)進入發(fā)電狀態(tài)，通過霍爾傳感器采集發(fā)電機的三相電流ia、ib、i。，然后將其通過Clark變換和Park變換得到d_q坐標(biāo)系下發(fā)電機的實際電流值id、iq;
[0007](2)通過位置檢測器采集發(fā)電機的位置信號Θ，供Park變換和Park反變換使用，通過電壓檢測器采集四橋臂變換器端上的直流電壓Udc;
[0008](3)將給定的電壓Udc*與反饋的實際電壓U d。送入電壓調(diào)節(jié)器進行處理，得到能使電壓穩(wěn)定控制的給定電流1:;
[0009](4)將給定的d_q軸電流以及i /送入預(yù)測控制器，同時將上一次輸出的d_q軸電壓UdYk-1hUt^k-1)以及上一次反饋回來的電流id(k-l)和iq(k-l) —同送入預(yù)測控制器，得到預(yù)測出的d-q軸電壓U: (k)和U: (k)，其預(yù)測表達式為:
[0010]U；(k) = A1Id (k-1) +A2 i； (k) +A3iq (k-1) +A4Ud* (k-1)
[0011]U；(k) = B1Iq (k-1) +B2i ； (k) +B3id (k-1) +B4Uq* (k-1)
[0012]其中，k為第k個控制周期，k-1表示第k-1個周期，即上一個周期，U； (k)和U: (k)分別為預(yù)測出的第k個控制周期的d-q軸電壓，i；(k)和1:(k)分別為第k個控制周期內(nèi)給定的d-q軸電流，A1, A2, A3,、為U ；(k)的調(diào)節(jié)參數(shù)，B1, B2, B3,已4為U ；(k)的調(diào)節(jié)參數(shù)，根據(jù)發(fā)電機自身不同的特性決定；
[0013](5)將得到的預(yù)測出的d-q軸電壓U/(k)和U/(k)，經(jīng)Park反變換后得到靜止兩相正交坐標(biāo)系下給定的發(fā)電機電壓u/、u/，當(dāng)系統(tǒng)正常時，通過電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVM)得到a、b、c三個橋臂的功率管開通、關(guān)斷的脈寬調(diào)制信號Sa、Sb、S。，然后通過驅(qū)動四橋臂逆變器中的a、b、c三個橋臂使其輸出相應(yīng)的三相電流ia、ib、i。來控制發(fā)電機跟隨給定信號穩(wěn)定正常發(fā)電；
[0014](6)當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)一相繞組斷路或一相繞組短路故障時，例如a相繞組出現(xiàn)斷路或短路故障后，這時將用與發(fā)電機三相繞組中心點相連的第四橋臂η來代替出現(xiàn)故障的a橋臂，切除掉a橋臂，調(diào)整給定的發(fā)電機電壓為故障下的u/、u/，同時將故障相a的電壓矢量由第四橋臂η代替，即通過電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVM)得到斷路或短路故障態(tài)下的功率管開通、關(guān)斷的脈寬調(diào)制信號Sn、Sb、S。，然后通過驅(qū)動四橋臂逆變器中的n、b、c三個橋臂使其輸出相應(yīng)的三相電流in、ib、i。來控制發(fā)電機跟隨給定信號調(diào)壓發(fā)電，使發(fā)電機在故障下仍能穩(wěn)定正常地發(fā)電。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的主要優(yōu)勢在于:
[0016]本發(fā)明提供了一種高可靠性的發(fā)電系統(tǒng)智能控制方法，該智能控制方法采用了電壓調(diào)節(jié)器來對發(fā)電機進行電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，從而保證發(fā)出的電壓穩(wěn)定；在電流調(diào)節(jié)中采用了預(yù)測控制器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電流PI控制器，解決了傳統(tǒng)電流PI控制器的滯后特性，提高了系統(tǒng)的帶寬和動態(tài)性能；最后采用了 SVM結(jié)合四橋臂變換器的控制方法來提高系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)能在發(fā)電機一相繞組斷路或一相繞組短路故障情況下仍能穩(wěn)定正常發(fā)電。本發(fā)明具有快速的動態(tài)響應(yīng)能力、電壓調(diào)節(jié)穩(wěn)定、可靠性高、智能化等特點，適用于對動態(tài)性能以及可靠性要求較高的發(fā)電場合。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的控制原理框圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細(xì)說明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。
[0019]如圖1所示，是本發(fā)明所述的一種高可靠性的發(fā)電系統(tǒng)智能控制方法的【具體實施方式】，其具體實施步驟為:
[0020](I)啟動原動機帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)進入發(fā)電狀態(tài)，通過霍爾傳感器采集發(fā)電機的三相電流ia、ib、i。，然后將其通過Clark變換和Park變換得到d-q坐標(biāo)系下發(fā)電機的實際電流值id、iq;
[0021](2)通過位置檢測器采集發(fā)電機的位置信號Θ，供Park變換和Park反變換使用，通過電壓檢測器采集四橋臂變換器端上的直流電壓Udc;
[0022](3)將給定的電壓Udc*與反饋的實際電壓U d。送入電壓調(diào)節(jié)器進行處理，得到能使電壓穩(wěn)定控制的給定電流1:;
[0023](4)將給定的d-q軸電流以及i /送入預(yù)測控制器，同時將上一次輸出的d-q軸電壓UdYk-1hUt^k-1)以及上一次反饋回來的電流id(k-l)和iq(k-l) —同送入預(yù)測控制器，得到預(yù)測出的d-q軸電壓U/ (k)和U/ (k)，其預(yù)測表達式為:
[0024]U；(k)