的負載轉矩1Y;
[0039] 步驟D,根據所述整流單元的負載電流所述電動機的負載轉矩所述直流母 線的實際電壓Vd。^及所述降速信號,設定轉速值,并依據所述轉速值調整所述逆變單元的 輸出電壓W使所述電動機按照所述轉速值轉動,W使所述變頻器實現低電壓穿越。
[0040] 借助于上述技術方案,本發明將"不控整流+逆變"的變頻器結構改進為了"背靠背 全控型"的四象限運行變頻器結構,依據動態能量平衡原理設計了兩者之間基于降速信號修 正的協調控制算法;針對整流部分,提出了在正、反轉同步速旋轉坐標系中電流指令值的計 算算法,并設計了低電壓穿越的控制算法;針對逆變部分,提出了基于降速信號的電機轉速 閉環矢量控制設定值切換算法。利用本發明,當電網電壓發生跌落時,無需外加輔助裝置,僅 通過對整流單元的控制即可維持直流母線電壓的穩定,進而保持逆變單元對電動機的有效 控制,實現低電壓穿越;本發明針對不對稱電壓跌落情況,能在實現低壓期間不間斷連續運 行的同時消除不對稱電壓跌落給輔機變頻器系統所帶來的負面影響;在電網電壓波動運種 較快的動態過程中,對所驅動電動機的轉速給定進行合理設置并實現快速精確控制。
【附圖說明】
[0041] 通過參考附圖閱讀下文的詳細描述,本發明示例性實施方式的上述W及其他目 的、特征和優點將變得易于理解。在附圖中,W示例性而非限制性的方式示出了本發明的若 干實施方式,其中:
[0042] 圖1是本發明提供的火電廠輔機變頻器控制系統的結構示意圖;
[0043] 圖2是本發明提供的火電廠輔機變頻器控制方法的控制示意圖之一;
[0044] 圖3是本發明提供的火電廠輔機變頻器控制方法的控制示意圖之二;
[0045]圖4是本發明提供的火電廠輔機變頻器控制方法的流程示意圖;
[0046] 在附圖中,相同或對應的標號表示相同或對應的部分。
【具體實施方式】
[0047] 下面將參考若干示例性實施方式來描述本發明的原理和精神。應當理解,給出運 些實施方式僅僅是為了使本領域技術人員能夠更好地理解進而實現本發明,而并非W任何 方式限制本發明的范圍。相反,提供運些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整,并且能 夠將本公開的范圍完整地傳達給本領域的技術人員。
[0048] 根據本發明的實施方式,提出了 一種火電廠輔機變頻器控制系統和方法。
[0049] 在本文中,附圖中的任何元素數量均用于示例而非限制,W及任何命名都僅用于 區分,而不具有任何限制含義。
[0050] 下面參考本發明的若干代表性實施方式,詳細闡釋本發明的原理和精神。
[00引]示例忡系統
[0052] 圖1所示為本發明提供的火電廠輔機變頻器控制系統的結構示意圖,如圖1,該火 電廠輔機變頻器控制系統包括變頻器(圖1中未示出)、整流檢測單元100、整流控制單元 200、逆變檢測單元300和逆變控制單元400。
[0053] 變頻器具體包括整流單元500、逆變單元600和直流母線700。其中,整流單元500 是由IGBTdnsulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)組成的S相橋式 全控整流電路;逆變單元600是由IGBT組成的=相橋式全控逆變電路;整流單元500的輸 入端連接=相交流電源(W下簡稱"電源"),輸出端連接直流母線700;逆變單元600的輸 入端連接直流母線700,輸出端連接電動機M。
[0054] 與傳統的火電廠輔機變頻器拓撲結構相比,本發明將"不控整流+逆變"的變頻器 結構改進為了 "背靠背全控型"的四象限運行變頻器結構,其優點在于當電網電壓發生跌落 時,無需外加輔助裝置,僅通過對變頻器自身整流部分的控制即可維持直流母線電壓的穩 定,進而保持變頻器逆變部分對電機的有效控制,實現低電壓穿越。
[00巧]針對變頻器的整流部分和逆變部分,本發明分別設計了相應的控制方法,W下分 別進行介紹。
[0056] 1、整流部分對應的控制方法
[0057] 本發明針對整流部分設計的控制方法,其目標是確保在=相交流電源的電壓(W 下簡稱"電源電壓")發生跌落期間維持直流母線實際電壓的穩定。
[005引整流檢測單元100用于實時測量整流單元500的S相進線電流ig。,igb,ig。,電源電 壓V,。,v,b,Vw,W及直流母線700的實際電壓Vdc。
[0059] 可選地,整流檢測單元100可W包括第一電流傳感器、第一電壓傳感器、第二電 壓傳感器和鎖相環。其中,第一電流傳感器用于實時測量整流單元500的=相進線電流 ig。,igb,ig。;第一電壓傳感器用于實時測量電源電壓V ,。,v,b,Vw;第二電壓傳感器用于實時 測量直流母線700的實際電壓Vd。。
[0060] 整流控制單元200用于根據整流單元500的S相進線電流ig。,igb,ig。、電源電壓 V,。,Vgb,V,。、直流母線700的實際電壓Vd。,W及整流單元500的額定電流直流母線700 的電壓設定值控制整流單元500中的IGBT打開或關斷,W實現對整流單元500的S 相進線電流ig。,igb,ig。進行比例諧振PR閉環控制,進而使直流母線700的實際電壓V d。保 持在與其電壓設定值的差值小于一預設闊值的水平(即維持直流母線電壓的穩定), 同時輸出一降速信號至逆變控制單元。
[0061]具體的,直流母線700的電壓設定值VdtfW與變頻器的電壓等級W及電動機M的額 定工作電壓相關。
[0062] 假設本申請中的預設闊值為F,則使直流母線700的實際電壓Vd。保持在與其電壓 設定值Vd。^,W的差值小于一預設闊值的水平可W表示為:IVde-Vde^WfI<F。
[0063] 可選地,整流控制單元200包括:
[0064] 第一計算模塊,用于獲取整流單元500的額定電流Igf。,。,并根據該額定電流Igf。,。 計算整流單元500的電流上限值Igm。、。具體實施時,一般設定Igm。、= 1. 51 gf。,。。
[0065] 第二計算模塊,用于對整流檢測單元100測量得到的整流單元500的=相進線電 流ig。,igb,ig。和電源電壓V ,。,v,b,VW進行3s/2s S相靜止坐標到兩相靜止坐標的變換,得 到兩相靜止坐標系下整流單元500的進線電流和兩相靜止坐標系下的電源電壓 Vsa, VsP O
[0066] 第=計算模塊,用于根據第二計算模塊得到的兩相靜止坐標系下的電源電壓 Vs。,V, P,使用鎖相環化L方法獲取兩相靜止坐標系下電源的正序電壓嗦,嗦、正序電壓相角 0 1、負序電壓也每和負序電壓相角-0 1。
[0067]第四計算模塊,用于根據第=計算模塊得到的電源的正序電壓相角01和負序電 壓相角-0 1,對兩相靜止坐標系下電源的正序電壓C:,碟和負序電壓吃,每分別進行2s/2r 兩相靜止坐標到兩相旋轉坐標的變換,得到電源的正、負序電壓定向的同步旋轉坐標系下 的電壓、左+乂_。
[006引第五計算模塊,用于根據直流母線700的電壓設定值整流檢測單元100測 量得到的直流母線700的實際電壓Vd。,對直流母線700的電壓進行比例積分PI閉環控制, 得到變頻器的有功功率指令Pg。,其目的是使直流母線700的實際電壓Vd。保持在與其電壓 設定值Vd。^^的差值小于上述預設闊值的水平。
[0069]第六計算模塊,用于根據第四計算模塊得到的電源的正、負序電壓定向的同步旋 轉坐標系下的電壓也,語_W及第五計算模塊得到的變頻器的有功功率指令Pg。,按照如下公 式計算整流單元500的臨時正、負序有功電流指令思+,思_:
[0071] 第屯計算模塊,用于根據第一計算模塊得到的整流單元500的電流上限值U擬及 第四計算模塊得到的電源的正、負序電壓定向的同步旋轉坐標系下的電壓<一'二_,對第六計 算模塊得到的整流單元500的臨時正、負序有功電流指令芭+,遠_進行限幅處理;具體包括:
按照如下公式計算整流單元500的正、負序電流指令
[0076] 其中-(I荀+H荀-I),同化將降速信號置為第一邏輯位準(例如置為0)并 輸出至逆變控制單元400,該第一邏輯位準的降速信號表示不需要改變電動機的轉速;
[0077] 似若松4I+防I> /g",ax,按照如下公式計算整流單元5〇〇的正、負序電流指令
[0080] 同時,將降速信號置為第二邏輯位準(例如置為1)并輸出至逆變控制單元400,該 第二邏輯位準的降速信號表示電源電壓發生了跌落,需要適當調整電動機的轉速。
[0081] 第八計算模塊,用于根據第=計算模塊得到的電源的正序電壓相角0I和負序電 壓相角-01,對整流單元500的正序電流指令當+_Kf,''gV_w'和負序電流指令運-_掛,宙-_地分別進 行正、負序化/2s兩相旋轉坐標到兩相靜止坐標的變換,得到兩相靜止坐標系下整流單元 500 的電流t日令igd_ref,igP_ref。
[0082] 第九計算模塊,用于根據第二計算模塊得到的兩相靜止坐標系下整流單元500的 進線電流ig。,ige和