一种火电厂辅机变频器控制系统及方法_4

文档序号:9648434阅读:来源:国知局
, 对整流单元500的进线电流进行比例谐振PR闭环控制,得到整流单元500的电压控制量 U'g。和U'gp。
[012引步骤S4210,根据步骤S4202得到的两相静止坐标系下电源电压V,。,v,pW及步骤 S4209得到的整流单元500的电压控制量U'g。,!!'gp,按照如下公式计算得到整流单元 500的调制电压指令Ug。和U gp: 「 1 "g。=-<。气
[0129] ,
[0130]步骤S4211,根据步骤S4210得到的整流单元500的调制电压指令Ug",Ugp,进行空 间矢量脉宽调制SVPWM得到一控制开关信号,并根据控制开关信号控制整流单元500中的 IGBT打开或关断。
[0131] 本发明在设计针对整流部分的控制方法时,考虑到了整流单元500电流输出能力 的限制,提出了其在正、反转同步速旋转坐标系中电流指令值的计算算法,并基于比例谐振 电流控制器设计了其低电压穿越的控制算法,其优点在于:同时适用于对称/不对称低电 压穿越,且针对不对称电压跌落情况,能在实现低压期间不间断连续运行的同时消除不对 称电压跌落给辅机变频器系统所带来的负面影响。
[0132] 步骤S43,实时测量整流单元500的负载电流直流母线700的实际电压Vd。、电 动机的负载转矩町。
[0133] 具体实施时,该步骤可W利用电流传感器实时测量整流单元500的负载电流 利用电压传感器所述测量直流母线700的实际电压Vd。;利用转矩传感器所述测量电动机的 负载转矩L。
[0134]步骤S44,根据整流单元500的负载电流电动机的负载转矩!;、直流母线700的 实际电压Vd。^及降速信号,设定转速值,并依据转速值调整逆变单元600的输出电压W使 电动机按照转速值转动,W使所述变频器实现低电压穿越。
[0135] 具体实施时,步骤S44具体可W包括如下步骤:
[0136] 步骤S441,判断降速信号为第一逻辑位准还是第二逻辑位准。
[0137] 步骤S442,当降速信号为第一逻辑位准时,表示不需要改变电动机的转速,设定转 速值保持不变,即保持电动机的转速与接收该降速信号之前一样;当降速信号为第二逻辑 位准时,表示此时电源电压发生了跌落并需要适当调整电动机的转速,则利用整流单元500 的负载电流i^、接收该降速信号时(也是电源电压发生跌落时)的电动机的负载转矩町、直 流母线700的实际电压Vd。,按照如下公式设定转速值:
[0139] 步骤S443,根据转速值,依据转子磁链定向的感应电机矢量控制方法,调整逆变单 元600的输出电压W使电动机按照转速值转动。具体的矢量控制过程为现有技术,本发明 不再寶述。
[0140] 本发明在设计针对逆变部分的控制方法时,提出了基于降速信号的电动机转速闭 环矢量控制设定值切换算法,其优点在于:在电网电压波动运种较快的动态过程中,可依据 电压跌落的深度及动态输入能量的多少,来对变频器所驱动的电动机的转速给定进行合理 设置并实现快速精确控制。
[0141] 需要说明的是,本发明对步骤S41与步骤S43的执行先后顺序不作限定,例如,可 W是两者同时执行,或其中之一先于另一个执行。
[0142] 综上所述,与现有的增加额外辅助穿越装置的方案相比,本发明着眼于挖掘火电 厂辅机变频器自身在电网电压跌落期间的控制能力,旨在对现有的变频器拓扑结构进行改 进并设计其相应的控制方法,W实现在满足低电压穿越要求的同时降低电厂运行成本的目 的。需要强调的是,现有的改造措施均仅针对电网电压对称跌落情况所设计,当电网电压发 生不对称跌落时,电网负序电压的存在会使得火电厂辅机变频器的母线电压中存在二倍频 的波动分量进而严重影响其所驱动设备的安全稳定运行。本发明所提变频器控制方法将同 时适用于对称/不对称低电压穿越,且针对不对称电压跌落情况,能在实现低压期间不间 断连续运行的同时消除不对称电压跌落给辅机变频器系统所带来的负面影响。
[0143] 应当注意,尽管在上文详细描述中提及了火电厂辅机变频器控制系统的若干单元 \模块,但是运种划分仅仅并非强制性的。实际上,根据本发明的实施方式,上文描述的两个 或更多单元\模块的特征和功能可W在一个单元\模块中具体化。反之,上文描述的一个 单元\模块的特征和功能可W进一步划分为由多个单元\模块来具体化。
[0144] 此外,尽管在附图中W特定顺序描述了本发明方法的操作,但是,运并非要求或者 暗示必须按照该特定顺序来执行运些操作,或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的 结果。附加地或备选地,可W省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,和/或将一 个步骤分解为多个步骤执行。
[0145]虽然已经参考若干【具体实施方式】描述了本发明的精神和原理,但是应该理解,本 发明并不限于所公开的【具体实施方式】,对各方面的划分也不意味着运些方面中的特征不能 组合W进行受益,运种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和 范围内所包括的各种修改和等同布置。
【主权项】
1. 一种火电厂辅机变频器控制系统,其特征在于,包括:变频器、整流检测单元、整流 控制单元、逆变检测单元、逆变控制单元; 所述变频器包括: 整流单元,为由绝缘栅双极型晶体管IGBT组成的Ξ相桥式全控整流电路; 逆变单元,为由IGBT组成的Ξ相桥式全控逆变电路;W及, 直流母线; 所述整流单元的输入端连接Ξ相交流电源,输出端连接所述直流母线; 所述逆变单元的输入端连接所述直流母线,输出端连接电动机; 所述整流检测单元用于实时测量所述整流单元的Ξ相进线电流ig。,igb,ig。,所述Ξ相 交流电源的电压Vs。,Vsb,Vs。,W及所述直流母线的实际电压Vd。; 所述整流控制单元用于根据所述整流单元的Ξ相进线电流ig。,igb,ig。、所述Ξ相交流 电源的电压Vs。,Vsb,Vs。、所述直流母线的实际电压Vd。,W及所述整流单元的额定电流Igf。,。、 所述直流母线的电压设定值¥4。_^,控制所述整流单元中的1681'打开或关断,^实现对所述 整流单元的Ξ相进线电流ig。,igb,ig。进行比例谐振PR闭环控制,进而使所述直流母线的实 际电压Vd。保持在与其电压设定值V 的差值小于一预设阔值的水平,同时输出一降速信 号至所述逆变控制单元; 所述逆变检测单元用于实时测量所述整流单元的负载电流k、所述直流母线的实际电 压Vd。、所述电动机的负载转矩 所述逆变控制单元根据所述整流单元的负载电流i^、所述电动机的负载转矩所述 直流母线的实际电压Vd。^及所述降速信号,设定转速值,并依据所述转速值调整所述逆变 单元的输出电压W使所述电动机按照所述转速值转动,W使所述变频器实现低电压穿越。2. 根据权利要求1所述的火电厂辅机变频器控制系统,其特征在于,所述整流控制单 元包括: 第一计算模块,用于获取所述整流单元的额定电流Igfgt。,并根据该额定电流IgUt。计算 所述整流单元的电流上限值Igm。、; 第二计算模块,用于对所述整流单元的Ξ相进线电流ig。,igb,ig。和所述Ξ相交流电源 的电压V,。,v,b,V,。进行3s/2sΞ相静止坐标到两相静止坐标的变换,得到两相静止坐标系 下所述整流单元的进线电流ig。,igp和所述Ξ相交流电源的电压Vg。,Vgp; 第Ξ计算模块,用于根据两相静止坐标系下所述Ξ相交流电源的电压V,。,v,e,使用锁 相环PLL方法获取两相静止坐标系下所述Ξ相交流电源的正序电压、心、安、正序电压相角 Θ1、负序电压喘,喊和负序电压相角-Θ1; 第四计算模块,用于根据所述Ξ相交流电源的正序电压相角θι和负序电压相角-Θ1, 对两相静止坐标系下所述Ξ相交流电源的正序电压诗。,嗦和负序电压语,1古分别进行2s/2r 两相静止坐标到两相旋转坐标的变换,得到所述Ξ相交流电源的正、负序电压定向的同步 旋转坐标系下的电压1已,记_; 第五计算模块,用于根据所述直流母线的电压设定值和实际电压Vd。,对所述直流 母线的电压进行比例积分PI闭环控制,得到所述变频器的有功功率指令Pg。; 第六计算模块,用于根据所述Ξ相交流电源的正、负序电压定向的同步旋转坐标系下 的电压咕,,也W及所述变频器的有功功率指令Pg。,按照如下公式计算所述整流单元的临时 正、负序有功电流指令运+,這_;第屯计算模块,用于根据所述整流单元的电流上限值1^。、^及所述Ξ相交流电源的 正、负序电压定向的同步旋转坐标系下的电压堪+,堪-,对所述整流单元的临时正、负序有功 电流指令吿*.思_进行限幅处理; 若按照如下公式计算所述整流单元的正、负序电流指令 ;p jP: /口 /口· g<i+_>rei客1?十:_'化1 5 '每分―'rei f其中,同时,将所述降速信号置为第一逻辑位准并输出至所述逆 变控制单元; 若将按照如下公式计算所述整流单元的正、负序电流指令 /R /R . !g</+"_ref,*拼心_ref、'护/-_ref、'的-似 *同时,将所述降速信号置为第二逻辑位准并输出至所述逆变控制单元; 第八计算模块,用于根据所述Ξ相交流电源的正序电压相角θι和负序电压相角-Θ1, 对所述整流单兀的正序电流指令思+_Ε?
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