一种基于dsp的风电系统分岔控制器及其工作方法
【专利摘要】一种基于DSP的风电系统分岔控制器，其特征在于它包括含柔性交流输电设备的风力发电系统单元、接口电路与带分岔控制器的DSP控制单元；其工作方法包括：电压电流信号采集、处理、分岔判断、分岔控制和信号输出；其优越性在于：①系统稳定性良好、控制精度高、响应速度快；②可较好的解决风力发电系统中的分岔现象；③结构简单，易于控制。
【专利说明】—种基于DSP的风电系统分岔控制器及其工作方法
(-)【技术领域】:
[0001]本发明用于风力发电行业，涉及电力系统和控制理论交叉领域，尤其是一种基于DSP (DigitalSignalProcessing——数字信号处理器)的风电系统分岔控制器及其工作方法。
(二)【背景技术】:
[0002]随着社会的飞速发展，全球范围内不可再生资源面临着越来越严峻的局面，而可再生能源的发展为缓解能源紧张做出了突出贡献，尤其是风能作为一种清洁的能源越来越受到人们的广泛关注。目前，作为风能的主要利用方式之一一风力发电得到了快速发展。
[0003]随着风力发电的快速发展,风能本身的特殊性,如随机性、波定性。使得风力发电系统的稳定性受到严重威胁，因此，越来越多电力电子器件以及柔性交流输电设备加入到风电系统中来改善系统发电的电能质量。而因为这些装置的加入在改善系统稳定的同时也带来了一些其他的问题，例如增加了系统的复杂性，其内部参数的改变会导致各种非线性现象，如分岔、混沌等。实验研究表明，分岔是影响系统稳定尤其是电压稳定的一大诱因，例如风电系统中的静分岔可能会导致系统电压短时间内持续跌落；动分岔与系统电压震荡有着非常紧密的关系，严重的时候分岔现象还会造成系统的崩溃，是的风电系统不得不村大电网中解裂，威胁用户用电安全。因此对控制器进行有效的分岔控制可以避免出现不稳定的情况，从而保证系统的正常工作。
[0004]分岔控制的主要任务是研究分岔控制的基本理论，提出分岔控制的方法策略，而对一个具体的系统就是设计控制器来控制分岔行为、改变分岔特征。
[0005]目前，非线性系统的分岔控制正在形成一个全新的研究方向，分岔控制的手段主要有线性和非线性反馈方法、Washout-filter、混合控制方法、频域分析和逼近方法、以及利用规范型理论等等。这些研究对于非线性系统的分岔控制来说仍处于起步阶段，尽管目前已有不少关于控制分岔的方法，但是若将其与具体的非线性动力系统联系在一起，则不同的控制策略对系统也会产生不同的影响。
(三)
【发明内容】
:
[0006]本发明的目的在于设计一种基于DSP的风电系统分岔控制器及其工作方法，它可以克服现有技术的不足，是一种结构简单，易于控制，可较好的解决由风电系统产生的分岔现象的控制器。
[0007]本发明技术方案:一种基于DSP的风电系统分盆控制器,其特征在于它包括含柔性交流输电设备的风力发电系统单元、接口电路与带分岔控制器的DSP控制单元；其中，所述接口电路的输入端采集风力发电系统单元侧的信号，其输出端输出经过处理的信号给风力发电系统单元；所述带分岔控制器的DSP控制单元的输入端接收接口电路的采样检测信号，其输出端同样与接口电路的输入端连接。
[0008]所述风力发电系统单元是由风力机、齿轮箱、发电机、并网控制器、无功补偿装置、电网及负荷构成；所述齿轮箱的输入端接收风力机的信号，其输出端连接异步发电机的输入端；所述并网控制器的输入端接收异步发电机的输出信号，其输出端连接电网；所述无功补偿装置的输入端连接隔离驱动单元的输出端，其输出端连接电网；所述电网还与负荷以及接口电路的输出端连接，其输出端连接接口电路的输入端。
[0009]所述接口电路是由电压电流采样单元、电流采样单元、隔离驱动单元和电网电压频率相位检测单元构成；其中，所述电压电流采样单元的输入端采集风力发电系统的负载侧电压电流信号，其输出连接带分岔控制器的DSP控制单元的输入端；所述电流采样单元的输入端连接无功补偿装置的输出端，其输出端连接DSP控制单元的输入端；所述隔离驱动单元的输入端连接带分岔控制器的DSP控制单元的输出端；所述电网电压频率相位检测单元的输入端采集电网中的电压频率相位信号，其输出端连接带分岔控制器的DSP控制单元的输入端。
[0010]所述带分岔控制器的DSP控制单元，是由DSP模糊控制器、PI控制器和智能调节器构成；其中，所述被控对象上采集无功补偿装置的电流信号经模数转换模块2作为输入信号，并与作为给定值的无功补偿装置参考电流值作差，得到的差值作为整个控制单元的输入信号；所述DSP控制单元的输出端输出控制信号反馈给被控对象。
[0011]所述DSP模糊控制器采用的是TMs320F281x系列DSP芯片，所述TMs320F281x系列DSP芯片内置模数转化模块1、模数转化模块2、模数转化模块3以及CAPl接口单元；且模数转化模块I的输入端连接电压电流采样单元的输出端；模数转化模块2的输入端连接电流采样单元的输入端；模数转化模块3的输出端连接隔离驱动单元的输入端；CAP1接口单元的输入端连接电网电压频率相位检测单元的输出端。
[0012]—种基于DSP的风力发电系统模糊PI分盆控制器的工作方法，其特征在于包括以下步骤:
[0013](I)电压电流采样单元接收风力发电系统负荷母线处电压电流信号，对其进行采样处理；
[0014](2)电流采样单元接收风力发电系统无功补偿装置电流信号，对其进行采样处理；
[0015](3)带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块I接收步骤(I)采集到的采样数据，对其进行模数转换，通过DSP中写入的算法计算并判断负荷母线处否发生了分岔现象，给DSP控制单元所带的驱动单元发出触发信号的指令；
[0016](4)DSP接收步骤(3)中的出发信号指令，启动模糊PI分岔控制器，由控制器模数转换模块2接收(2)采集到的数据，对其进行模数转换并传送信号输入给模糊PI分岔控制器；
[0017](5)从带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块3输出控制量触发隔离驱动
单元，驱动单元发出控制信号给SVC控制其晶体管的开通关断，使SVC对电网做出相应的补m
\-ZX O
[0018]所述步骤(3)中DSP控制单元的信号控制是由以下步骤构成:
[0019]①被控对象上采集无功补偿装置的电流信号经模数转换模块2作为输入信号，根据经验选取无功补偿装置的参考电流作为给定值，信号输入与给定值作差，得到的差值作为整个控制单元的输入信号；[0020]②DSP控制单元将输入信号进行处理，启动智能协调器控制开关S的工作状态；智能协调器根据实际运行时的系统指标选择切换条件，它不断监视系统的输入与输出特性，在线协调两种控制规律之间的转换；
[0021]③当偏差在大范围变化时开关S闭合到I位置，此时采用模糊控制器，提高系统的鲁棒性，使系统稳定性良好；
[0022]④当偏差在小范围变化开关S闭合到2位置，此时采用PI控制器，改善控制器的静态性能，提高系统控制精度；
[0023]⑤经带分岔控制器的DSP控制后的信号经模数转换模块3作为输出信号输入到隔离驱动单元来控制无功补偿装置的补偿量，从而达到延迟分岔的目的。
[0024]所述步骤(4)中的中的模糊PI分岔控制器，其特征在于它是传统的PI控制与模糊控制相结合的控制方法，在智能协调器的控制下，根据不同的情况自动切换到模糊控制器工作状态或是PI控制器工作状态；智能协调器根据实际运行时的系统指标选择切换条件，不断监视系统的输入与输出特性，在线协调两种控制规律之间的转换；由以下步骤构成:
[0025]①启动模糊PI分岔控制器后，首先DSP将接收到的调理后无功补偿装置的电流信号与DSP中设定的电流信号的给定值做差得|e|，将|e|与设定好的参考值IecJ进行比较，
e0的选取为15%的参考电流给定值；
[0026]②当|e|≥|e0|时，模糊PI分岔控制器中的开关S闭合到I的位置，此时对风电系统进行模糊控制，在DSP中根据所编写的模糊控制程序，从带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块3输出控制量触发隔离驱动单元；
[0027]③当|e|〈|e(l|时，模糊PI分岔控制器中的开关S闭合到2的位置，此时对风电系统进行PI控制，在DSP中根据所编写的PI控制程序，从带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块3输出控制量触发隔离驱动单元。
[0028]本发明的工作原理:风力发电系统单元中，风力机的功能是将风能转化为机械能，风力机通过齿轮箱与发电机相连，发电机将机械能转化为电能；所述变压器风电系统与电网相连，将发电机发出的电能变换成电网能接受的范畴；所述电容器组的作用在于无功补偿，为了满足励磁电流以及转子漏磁的需要，在异步发电机向电网输送有功功率的同时，还需要从电网中吸取无功功率,成为系统的无功负荷,进一步加重了电网的无功功率负担。而且会对电网产生污染，降低功率因数，妨碍有功功率输出，降低电网稳定性，增加线损，降低远距离送电的末端用户电压等一系列的问题。
[0029]模糊PI分岔控制通过DSP实现，选用的DSP芯片是集高性能微控制器和微处理器的特点于一身，具有强大的控制和信号处理能力，能够实现复杂的控制算法，其特点包括，采用高性能的静态COMS技术，高速低功耗设计；高性能的32位CPU，哈佛总线结构，快速的中断和响应能力，所有存储空间采用统一寻址方式；多种片上存储器，包括RAM、ROM、FLASH存储器等；128位密码保护用户程序代码；多种串口通信外设，包括SC1、SP1、CAN、McBSP ;高达56个可配置通用目的FO引脚；硬件支持实时仿真功能，为用户应用程序的开发提供了极大的方便；灵活实用的时钟和系统控制方式；高效代码转换功能，代码向下兼容TMS320F24X系列DSP ;特殊电机控制外设，包括两个事件管理器模块和一个12位AD转换模块，可以为电机提供高速、高效和全变速的先进控制技术。
[0030]模糊PI分岔控制器是传统的PI控制与模糊控制相结合的控制方法，在智能协调器的控制下，可以根据不同的情况自动切换到模糊控制器工作状态或是PI控制器工作状态。智能协调器根据实际运行时的系统指标选择切换条件，它不断监视系统的输入与输出特性，在线协调两种控制规律之间的转换。
[0031]模糊PI分岔控制器的设计方法(整体设计如图3所示):
[0032]①设计模糊控制器
[0033]E是误差e XKa的模糊语言变量，EC是误差变化de/dt XKb的模糊语言变量，U为控制量u的模糊语言变量。Ka为误差的量化因子，Kb为误差变化的量化因子，K。为控制量
的比例因子。设误差的基本论域为L—ldk-l」，误差变化的基本论域为卜1&-1，1&-1」，
误差的模糊论域为
[0034]E= (-η” - (η「1),..., O, 1..., Ii1, (η「1))
[0035]误差变化的模糊论域为
[0036]EC= (~η2, _ (η2_1),.., O, 1.., η2, (η2_1))
[0037]则，Ka=Vxe,Kb=n2/xec
[0038]设控制量的变化范围为
[0039][-1ufflaxI, Umax I]
[0040]控制量所取的论域为
[0041]U= (_m，- (m-1)，...，0，1...，m，(m_l))
[0042]则Kc=m/ I Umax
[0043]此模糊控制器先将误差e以及误差变化de/dt模糊化，分别与量化因子Ka，Kb相乘，转化到相对应的E与EC的模糊论域上，再根据E与EC的模糊规则控制表，得到相应输出论域上的点，再乘以K。反模糊化，得到实际所需物理量。E与EC及U的模糊集和论域分别定义如下E与EC的模糊集为:{NB，NS，Z, PS, PB} U的模糊集为:{NVB, NB, NM, NS, Z, PS, PM, PB, PVBjE EC 的论域为:[_3，3] U 的论域为:[_8，8]。在模糊控制器的设计中，隶属函数的选取非常重要。选择合适的隶属度函数，可对模糊输入变量进行合理的模糊化。这里选用三角形隶属度函数以及S型和Z型隶属度函数。模糊推理方法采用应用较广的Mamdani方法，解模糊方法采用重心法
[0044]②设计PI控制器
[0045]模糊控制对外界的干扰的抑制能力较强，不会引起系统的大振荡与不稳定，但其稳态性能不如传统的PID控制，因此，在一定误差范围内，可采用PI控制，当误差e的绝对值小于预先设定值时，程序将自动切换为PI控制(PI控制框图如图4所示)。
[0046]PI的传递函数可表示为Gq(S)=Kp(1+1/TiS)
[0047]其中Kp为比例系数，T1为积分时间常数。由于采用触发角延迟控制，SVC的实际输出容抗值将滞后于参考输入。SVC动态响应传递函数可用近似表示为G (S) svc=Ky/ (1+Tys)(1+Tds)
[0048]式中Ty是触发角引起的延迟时间，Td为晶闸管死区时间。Ky为输入输出比例系数，本文取为I。一般取值KyS3-5ms，Td取值范围为1.67ms-11.67ms。
[0049]③模糊控制器与PI控制器的配合
[0050]在大偏差的范围内运用模糊控制，以得到良好的瞬态性能；在小偏差的范围内运用PI控制，以得到更好的稳态性能。两者的转换依据事先给定的偏差范围IecJ而自动进行。为了使两种控制方式在运行过程中是被分段切换使用的，不会同时出现而交互影响，所以这两种方式需要分别设计调试，其中IecJ的设定是关键，如果选取IecJ值太大，则系统过早的进入PI调节的过程，无法充分发挥模糊控制的快速调节作用，使调节时间变长；如果选取IecJ太小，则系统在快接近稳态的情况下切换，系统可能产生超调，同样会增加调节时间。综上考虑,本专利选取IecJ为15%的参考电流。
[0051]运用专利中所设计的模糊PI控制法将SVC连接到风电系统中的负荷母线处，在智能协调器的控制下，根据从系统中采集的电压电流信号通过运算确定系统运行的分岔点，根据需求(将分岔点延迟到什么水平)情况自动切换到模糊控制器工作状态或是PI控制器工作状态。控制SVC在风电系统中的有效接入，进而控制分岔的发生。智能协调器根据实际运行时的系统指标选择切换条件，它不断监视系统的输入与输出特性，在线协调两种控制规律之间的转换。
[0052]通过仿真软件计算表明，在加入模糊PI控制后，能够有效地控制SVC在风电场的无功补偿中的作用。明显的减少了超调量，能更快速地调节母线电压使电压恢复稳定，延迟了系统中分岔现象的发生，体现了很好的鲁棒性。
[0053]本发明的优越性在于:①偏差在大范围变化时采用模糊控制器，提高系统的鲁棒性，使系统稳定性良好；偏差在小范围变化时采用PI控制器，改善控制器的静态性能，提高系统控制精度，提高响应速度；②在PI控制器上加入模糊控制，自动切换两种控制方法，可在动态过程中发挥模糊控制快速响应的优点，稳态时PI控制发挥其稳态调节的优点，即可提高简单模糊控制器的稳态性能可较好的解决风力发电系统中的分岔现象；③硬件采用高性能的TMS320LF281X系列DSP进行采样控制，可实现高速运算，结构简单，易于控制。
(四)【专利附图】
【附图说明】:
[0054]图1为本发明所涉一种基于DSP的风电系统分岔控制器的整体结构框图。
[0055]图2为本发明所涉一种基于DSP的风电系统分岔控制器中带分岔控制器的DSP控制单元的结构框图。
[0056]图3为本发明所涉一种基于DSP的风电系统分岔控制器中带分岔控制器的工作原理图。
[0057]图4为本发明所涉一种基于DSP的风电系统分岔控制器中带分岔控制器中PI控制器控制原理框图。
(五)【具体实施方式】:
[0058]实施例:一种基于DSP的风电系统分岔控制器(见图1)，其特征在于它包括含柔性交流输电设备的风力发电系统单元、接口电路与带分岔控制器的DSP控制单元；其中，所述接口电路的输入端采集风力发电系统单元侧的信号，其输出端输出经过处理的信号给风力发电系统单元；所述带分岔控制器的DSP控制单元的输入端接收接口电路的采样检测信号，其输出端同样与接口电路的输入端连接。
[0059]所述风力发电系统单元(见图1)是由风力机、齿轮箱、发电机、并网控制器、无功补偿装置、电网及负荷构成；所述齿轮箱的输入端接收风力机的信号，其输出端连接异步发电机的输入端；所述并网控制器的输入端接收异步发电机的输出信号，其输出端连接电网；所述无功补偿装置的输入端连接隔离驱动单元的输出端，其输出端连接电网；所述电网还与负荷以及接口电路的输出端连接，其输出端连接接口电路的输入端。
[0060]所述接口电路(见图1)是由电压电流采样单元、电流采样单元、隔离驱动单元和电网电压频率相位检测单元构成；其中，所述电压电流采样单元的输入端采集风力发电系统的负载侧电压电流信号，其输出连接带分岔控制器的DSP控制单元的输入端；所述电流采样单元的输入端连接无功补偿装置的输出端，其输出端连接DSP控制单元的输入端；所述隔离驱动单元的输入端连接带分岔控制器的DSP控制单元的输出端；所述电网电压频率相位检测单元的输入端采集电网中的电压频率相位信号，其输出端连接带分岔控制器的DSP控制单元的输入端。
[0061]所述带分岔控制器的DSP控制单元(见图2)，是由DSP模糊控制器、PI控制器和智能调节器构成；其中，所述被控对象上采集无功补偿装置的电流信号经模数转换模块2作为输入信号，并与作为给定值的无功补偿装置参考电流值作差，得到的差值作为整个控制单元的输入信号；所述DSP控制单元的输出端输出控制信号反馈给被控对象。
[0062]所述DSP模糊控制器采用的是TMs320F281x系列DSP芯片，所述TMs320F281x系列DSP芯片内置模数转化模块1、模数转化模块2、模数转化模块3以及CAPl接口单元；且模数转化模块I的输入端连接电压电流采样单元的输出端；模数转化模块2的输入端连接电流采样单元的输入端；模数转化模块3的输出端连接隔离驱动单元的输入端；CAP1接口单元的输入端连接电网电压频率相位检测单元的输出端。
[0063]—种基于DSP的风力发电系统模糊PI分盆控制器的工作方法，其特征在于包括以下步骤:
[0064](3)电压电流采样单元接收风力发电系统负荷母线处电压电流信号，对其进行采样处理；
[0065](4)电流采样单元接收风力发电系统无功补偿装置电流信号，对其进行采样处理；
[0066](3)带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块I接收步骤(I)采集到的采样数据，对其进行模数转换，通过DSP中写入的算法计算并判断负荷母线处否发生了分岔现象，给DSP控制单元所带的驱动单元发出触发信号的指令；
[0067](4)DSP接收步骤(3)中的出发信号指令，启动模糊PI分岔控制器，由控制器模数转换模块2接收(2)采集到的数据，对其进行模数转换并传送信号输入给模糊PI分岔控制器；
[0068](5)从带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块3输出控制量触发隔离驱动
单元，驱动单元发出控制信号给SVC控制其晶体管的开通关断，使SVC对电网做出相应的补m
\-ZX O
[0069]所述步骤(3)中DSP控制单元的信号控制是由以下步骤构成:
[0070]①被控对象上采集无功补偿装置的电流信号经模数转换模块2作为输入信号，根据经验选取无功补偿装置的参考电流作为给定值，信号输入与给定值作差，得到的差值作为整个控制单元的输入信号；
[0071]②DSP控制单元将输入信号进行处理，启动智能协调器控制开关S的工作状态；智能协调器根据实际运行时的系统指标选择切换条件，它不断监视系统的输入与输出特性，在线协调两种控制规律之间的转换；
[0072]③当偏差在大范围变化时开关S闭合到I位置，此时采用模糊控制器，提高系统的鲁棒性，使系统稳定性良好；
[0073]④当偏差在小范围变化开关S闭合到2位置，此时采用PI控制器，改善控制器的静态性能，提高系统控制精度；
[0074]⑤经带分岔控制器的DSP控制后的信号经模数转换模块3作为输出信号输入到隔离驱动单元来控制无功补偿装置的补偿量，从而达到延迟分岔的目的。
[0075]所述步骤(4)中的中的模糊PI分岔控制器，其特征在于它是传统的PI控制与模糊控制相结合的控制方法，在智能协调器的控制下，根据不同的情况自动切换到模糊控制器工作状态或是PI控制器工作状态；智能协调器根据实际运行时的系统指标选择切换条件，不断监视系统的输入与输出特性，在线协调两种控制规律之间的转换；由以下步骤构成:
[0076]①启动模糊PI分岔控制器后，首先DSP将接收到的调理后无功补偿装置的电流信号与DSP中设定的电流信号的给定值做差得|e|，将|e|与设定好的参考值IecJ进行比较，
e0的选取为15%的参考电流给定值；
[0077]②当|e|≥IecJ时，模糊PI分岔控制器中的开关S闭合到I的位置，此时对风电系统进行模糊控制，在DSP中根据所编写的模糊控制程序，从带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块3输出控制量触发隔离驱动单元；
[0078]③当|e|〈|e(l|时，模糊PI分岔控制器中的开关S闭合到2的位置，此时对风电系统进行PI控制，在DSP中根据所编写的PI控制程序，从带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块3输出控制量触发隔离驱动单元。
【权利要求】
1.一种基于DSP的风电系统分岔控制器，其特征在于它包括含柔性交流输电设备的风力发电系统单元、接口电路与带分岔控制器的DSP控制单元；其中，所述接口电路的输入端采集风力发电系统单元侧的信号，其输出端输出经过处理的信号给风力发电系统单元；所述带分岔控制器的DSP控制单元的输入端接收接口电路的采样检测信号，其输出端同样与接口电路的输入端连接。
2.根据权利要求1所述一种基于DSP的风电系统分岔控制器，其特征在于所述风力发电系统单元是由风力机、齿轮箱、发电机、并网控制器、无功补偿装置、电网及负荷构成；所述齿轮箱的输入端接收风力机的信号，其输出端连接异步发电机的输入端；所述并网控制器的输入端接收异步发电机的输出信号，其输出端连接电网；所述无功补偿装置的输入端连接隔离驱动单元的输出端，其输出端连接电网；所述电网还与负荷以及接口电路的输出端连接，其输出端连接接口电路的输入端。
3.根据权利要求1所述一种基于DSP的风电系统分岔控制器，其特征在于所述接口电路是由电压电流采样单元、电流采样单元、隔离驱动单元和电网电压频率相位检测单元构成；其中，所述电压电流采样单元的输入端采集风力发电系统的负载侧电压电流信号，其输出连接带分岔控制器的DSP控制单元的输入端；所述电流采样单元的输入端连接无功补偿装置的输出端，其输出端连接DSP控制单元的输入端；所述隔离驱动单元的输入端连接带分岔控制器的DSP控制单元的输出端；所述电网电压频率相位检测单元的输入端采集电网中的电压频率相位信号，其输出端连接带分岔控制器的DSP控制单元的输入端。
4.根据权利要求1所述一种基于DSP的风电系统分岔控制器，其特征在于所述带分岔控制器的DSP控制单元，是由DSP模糊控制器、PI控制器和智能调节器构成；其中，所述被控对象上采集无功补偿装置的电流信号经模数转换模块2作为输入信号，并与作为给定值的无功补偿装置参考电流值作差，得到的差值作为整个控制单元的输入信号；所述DSP控制单元的输出端输出控制信号反馈给被控对象。
5.根据权利要求4所述一种基于DSP的风电系统分盆控制器,其特征在于所述DSP模糊控制器采用的是TMs320F281x系`列DSP芯片，所述TMs320F281x系列DSP芯片内置模数转化模块1、模数转化模块2、模数转化模块3以及CAPl接口单元；且模数转化模块I的输入端连接电压电流采样单元的输出端；模数转化模块2的输入端连接电流采样单元的输入端；模数转化模块3的输出端连接隔离驱动单元的输入端；CAP1接口单元的输入端连接电网电压频率相位检测单元的输出端。
6.一种基于DSP的风电系统分岔控制器的工作方法，其特征在于包括以下步骤: (1)电压电流采样单元接收风力发电系统负荷母线处电压电流信号，对其进行采样处理； (2)电流采样单元接收风力发电系统无功补偿装置电流信号，对其进行采样处理； (3)带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块I接收步骤(1)采集到的采样数据，对其进行模数转换，通过DSP中写入的算法计算并判断负荷母线处否发生了分岔现象，给DSP控制单元所带的驱动单元发出触发信号的指令； (4)DSP接收步骤(3)中的出发信号指令，启动模糊PI分岔控制器，由控制器模数转换模块2接收(2)采集到的数据，对其进行模数转换并传送信号输入给模糊PI分岔控制器； (5)从带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块3输出控制量触发隔离驱动单元，驱动单元发出控制信号给SVC控制其晶体管的开通关断，使SVC对电网做出相应的补偿。
7.根据权利要求6所述一种基于DSP的风电系统分盆控制器的工作方法,其特征在于所述步骤(3)中DSP控制单元的信号控制是由以下步骤构成: ①被控对象上采集无功补偿装置的电流信号经模数转换模块2作为输入信号，根据经验选取无功补偿装置的参考电流作为给定值，信号输入与给定值作差，得到的差值作为整个控制单元的输入信号； ②DSP控制单元将输入信号进行处理，启动智能协调器控制开关S的工作状态；智能协调器根据实际运行时的系统指标选择切换条件，它不断监视系统的输入与输出特性，在线协调两种控制规律之间的转换； ③当偏差在大范围变化时开关S闭合到I位置，此时采用模糊控制器，提高系统的鲁棒性，使系统稳定性良好； ④当偏差在小范围变化开关S闭合到2位置，此时采用PI控制器，改善控制器的静态性能，提高系统控制精度； ⑤经带分岔控制器的DSP控制后的信号经模数转换模块3作为输出信号输入到隔离驱动单元来控制无功补偿装置的补偿量，从而达到延迟分岔的目的。
8.根据权利要求6所述一种基于DSP的风电系统分盆控制器的工作方法,其特征在于所述步骤(4)中的中的模糊PI分岔控制器，其特征在于它是传统的PI控制与模糊控制相结合的控制方法，在智能协调器的控制下，根据不同的情况自动切换到模糊控制器工作状态或是PI控制器工作状态；智能协调器根据实际运行时的系统指标选择切换条件，不断监视系统的输入与输出特性，在线协调两种控制规律之间的转换；由以下步骤构成: ①启动模糊PI分岔控制器后，首先DSP将接收到的调理后无功补偿装置的电流信号与DSP中设定的电流信号的给定值做差得|e|，将|e|与设定好的参考值IecJ进行比较，IecJ的选取为15%的参考电流给定值； ②当|e|≥|e0|时，模糊PI分岔控制器中的开关S闭合到I的位置，此时对风电系统进行模糊控制，在DSP中根据所编写的模糊控制程序，从带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块3输出控制量触发隔离驱动单元； ③当IeKIecJ时，模糊PI分岔控制器中的开关S闭合到2的位置，此时对风电系统进行PI控制，在DSP中根据所编写的PI控制程序，从带分岔控制器的DSP控制单元的模数转换模块3输出控制量触发隔离驱动单元。
【文档编号】H02J3/38GK103490415SQ201310461772
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】马幼捷, 张禹, 周雪松, 徐晓宁, 李超, 谷海清, 袁洪德, 侯兆豪, 吴浩 申请人:天津理工大学