专利名称：一种阶数递增的并网变流器暂态网压前馈项低通滤波方法
技术领域：
本发明属于电カ电子应用技术领域，具体而言，涉及ー种阶数递增的并网变流器暂态网压前馈项低通滤波方法。
背景技术：
随着电カ电子技术和快速数字信号处理技术的发展，双馈风カ发电系统得到了广泛的应用。但是由于电网故障所导致的电压瞬间跌落、瞬间恢复及谐波扰动等运行エ况，使得双馈风カ发电系统网侧变流器的低电压穿越控制以及无功电流快速响应控制成为难点。当双馈风カ发电机所联电网发生电压跌落吋，电网电压基波幅值与相位将发生瞬变，导致复杂的电カ系统暂态过程电网电压的谐波分量会显著增加。在此条件下提取电网基波电压的幅值和相位信息将十分困难，直接影响网侧变流器在低压穿越过程中的持续并网功能、快速无功补偿功能与谐波抑制功能，因此同步直流旋转坐标系控制方程中的正负序电压前馈项滤波方法非常关键。目前针对低电压穿越，网侧变流器多采用不同阶数的低通滤波器对同步直流旋转坐标系正负序电网电压分量进行滤波，以消除电网电压瞬变时刻及故障过程的谐波扰动，得到更为稳定的正负序各轴电压分量作为控制方程的前馈项。但阶数高低的选择使得低通滤波环节的响应速度与谐波衰减系数产生矛盾。
发明内容
本发明针对上述技术难题，对电网电压瞬变点进行捕捉，对阶数递增算法进行使能，实现了对同步旋转直流坐标系正负序电压各分量实施低通滤波时在瞬变过程中的快速响应，同时实现了电压瞬变后谐波衰减系数的快速递增，能快速、准确地获取同步旋转直流坐标系正负序控制方程中的电网电压前馈项，以解决双馈风カ发电系统网侧变流器低压穿越过程电网电压前馈误差大、 扰动大、控制特性差的技术问题。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种阶数递增的并网变流器暂态网压前馈项低通滤波方法，其特征在于步骤一、对A相电网电压采样得到uA，将uA通过低通滤波后得到u' A，对u' A实施过零点捕获，得到正序直流旋转坐标系d轴与三相静止坐标系A轴角度0 p以及负序直流旋转坐标系d轴与三相静止坐标系A轴角度0 n ；步骤ニ、将电网三相采样电压uA、uB、uc进行静止坐标系的3/2变换，得到Ua与U0，以e p为坐标旋转角度，得到Ud与Uq ；ud与Uq信号经过陷波滤波器得到正序电网电压在
正序的d、q轴分量; |与< 将14厂14以0n-0^坐标旋转角度进行坐标变换，得到负序电网电压的负序d、q轴分量;W与Uq步骤三、设置变阶滤波器启动规则。将Urq Ud Ul通过ー阶低通滤波器(LPF)，得到
权利要求
1.一种阶数递增的并网变流器暂态网压前馈项低通滤波方法，它基于阶数递增的双馈电机风力发电系统网侧变流器的低电压穿越控制，其特征在于 步骤一、对A相电网电压采样得到Ua，将Ua通过低通滤波后得到U' A，对U' A实施过零点捕获，得到正序直流旋转坐标系d轴与三相静止坐标系A轴角度0 p以及负序直流旋转坐标系d轴与三相静止坐标系A轴角度0 n ； 步骤二、将电网三相采样电压uA、uB、uc进行坐标变换得到旋转坐标系下正序电网电压的正序d、q轴分量与以及负序d、q轴分量以与Wg步骤三、设置变阶滤波器启动规则； 步骤四、将m个I阶低通滤波器串联构造一种链式结构(I阶LPFXm)，每一个I阶低通滤波器的输出依次记为Ly1 y^yj ； 步骤五、设置若干个时间区间，不同的时间区间代表了不同的滤波阶数，当变阶滤波器阶数递增功能启动后，根据时间递增进入不同区间而增加滤波阶数，直至不满足步骤三的条件退出变阶滤波器阶数递增功能； 步骤六、将步骤二得到的Upq、Und、分别通过由步骤三至步骤五所设计的滤波器，得到同步直流旋转坐标系的正负序电压前馈项〃^ UP
2.根据权利要求1所述的低通滤波方法，其特征在于 步骤三中，所述的启动规则是将步骤二所得到的Upq、Und、Unq，通过一阶低通滤波器(LPF)，得到、<—腿、U'—LPFl、Uq —阶低通滤波器 的传递函数为-其中T为滤波器时间常数，若1-=一~~—\> S或1-―11-Ln 1 |> S 或丨dudj,PFi , ￡或j dumi卜￡其中T为系统计算周期、e为变化率设定值，则置 标志位order_trig,启动变阶滤波器阶数递增使能。
3.根据权利要求1所述的低通滤波方法，其特征在于 步骤四中，所述的I阶低通滤波器串联构成的链式结构中每一个I阶低通滤波器的传 递函数均为-其中T为时间常数。
4.根据权利要求1所述的低通滤波方法，其特征在于 步骤五中，所述的时间区间获取方式是启动变阶滤波器阶数递增功能时刻记为S 17之后将直流信号Ud。作为步骤四所述的串联链式低通滤波器传递函数的输入U1，令函数yi(t-o i)与函数f⑴=0. 95XUdc交点时刻为s 2，函数y2(t- 5 i)与函数f⑴=`0.95XUd。交点时刻为S3，依此类推，函数ydt)与函数f(t) =0.95XUd。交点时刻为Si,`i ^ {1，2，3，…m_l，m}。
全文摘要
本发明公开了一种阶数递增的并网变流器暂态网压前馈项低通滤波方法，它通过对电网电压瞬变点进行捕捉，对阶数递增算法进行使能，在对同步旋转直流坐标系正负序电压各分量实施低通滤波时，实现了瞬变过程中的电网电压前馈项的快速响应，同时实现了随着电压瞬变时刻的时间推移，谐波衰减系数的递增；实现了同步旋转直流坐标系正负序控制方程中电网电压前馈项的快速、准确的获取。
文档编号H02J3/01GK103050973SQ201210480000
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者骆皓, 肖遥, 曹阳, 郭巍, 孙永佳, 姚广秀, 郑东山, 庄俊 申请人:南京国电南自风电自动化技术有限公司