一种负序功率控制方法、装置及设备与流程

1.本发明涉及电学技术领域，具体涉及一种负序功率控制方法、装置及设备。


背景技术：

2.风力发电是一种可再生无污染的新能源发电技术，在我国总发电量中的比重在逐年增大。变流器作为风力发电的核心控制部分，通过变速恒频控制，来获得最佳的效率和最优的电能质量。
3.现有技术中，在电网电压发生不对称故障时，变流器的常用控制方法是在满足在发出正序有功功率的前提下，再发一定的正序容性无功功率支撑电网正序电压恢复。在上述方案中存在以下两个问题：
4.一是没有考虑电网电压负序分量的影响，负序分量会导致发电机功率震荡，对整机传动链系统造成危害。
5.二是没有考虑如何抑制电网电压负序分量，进而降低电网电压不平衡度。


技术实现要素：

6.本发明提供一种负序功率控制方法，用于解决现有技术未考虑电网电压负序分量的影响，导致发电机功率震荡及电网电压不平衡的问题。
7.第一方面，本发明实施例提供一种负序功率控制方法，该方法包括：
8.确定电网电压出现不对称故障时，获取变流器和电网的运行参数；
9.根据所述运行参数确定发电机功率波动值，并确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值，和/或根据所述运行参数，确定不超出母线电压和转子电流上限所对应的抑制电压负序分量的转子负序电流的第二给定值；
10.根据所述第一给定值和/或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，并利用所述转子负序电流控制转子电流。
11.在一种可能的实施方式中，根据所述运行参数确定发电机功率波动值，并确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值，包括：
12.根据发电机的定子三相电压和定子三相电流，确定发电机功率波动值的计算式；
13.结合转子电流与定子电流的关系式，确定发电机功率波动值的计算式取值为零时，对应的转子负序电流的第一给定值。
14.在一种可能的实施方式中，根据发电机的定子三相电压和定子三相电流，确定发电机功率波动值的计算式，包括：
15.将发电机的定子三相电压从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到定子正序有功电压、定子正序无功电压、定子负序有功电压和定子负序无功电压；
16.将发电机的定子三相电流从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到定子正序有功电流、定子正序无功电流、定子负序有功电流和定子负序无
功电流；
17.根据所述定子正序有功电压、定子正序无功电压、定子负序有功电压、定子负序无功电压、定子正序有功电流、定子正序无功电流、定子负序有功电流和定子负序无功电流，确定发电机功率波动值的计算式。
18.在一种可能的实施方式中，所述转子负序电流的第一给定值包括转子负序有功电流第一给定值i
rdref-和转子负序感性无功电流第一给定值i
rqref-，确定发电机功率波动值的计算式取值为零时，对应的转子负序电流的第一给定值采用如下方式计算：
[0019][0020]
其中，u
sd+
为定子正序有功电压，u
sq+
表示定子正序无功电压，u
sd-表示定子负序有功电压，u
sq-表示定子负序无功电压，i
rd+
表示根据定子正序有功电流、定子负序有功电流和定转子电流关系式计算得到的转子正序有功电流，i
rq+
表示根据定子正序无功电流、定子负序无功电流和定转子电流关系式计算得到的转子正序无功电流。
[0021]
在一种可能的实施方式中，根据所述运行参数，确定不超出直流母线电压和转子电流上限所对应的抑制电网电压负序分量的转子负序电流的第二给定值，包括：
[0022]
根据所述直流母线电压上限及正序直流母线电压需求值，确定剩余直流母线电压可以发出负序有功电流和负序感性无功电流的第一范围；
[0023]
根据转子电流上限及转子正序电流需求，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二范围；
[0024]
从所述第一范围和第二范围的交集中，确定抑制电网电压负序分量的转子负序电流的第二给定值。
[0025]
在一种可能的实施方式中，根据所述直流母线电压上限及正序直流母线电压需求值，采用如下公式确定剩余直流母线电压可以发出负序有功电流和负序感性无功电流的第一范围：
[0026][0027]
其中，i
rdref-为转子负序有功电流第二给定值，i
rqref-为转子负序感性无功电流第二给定值，u
sd-表示定子负序有功电压，s为正序滑差率，ω为电网频率，σ为漏抗系数，lr为转子电感，ls为定子电感，l
rm
为互感，u
dcmax
为直流母线电压上限，u
dc+
为正序直流母线电压需求值。
[0028]
在一种可能的实施方式中，根据转子电流上限及转子正序电流需求，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二范围，包括：
[0029]
所述转子正序电流需求包括转子正序有功电流和转子正序无功电流；
[0030]
将发电机的转子三相电流从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到转子正序有功电流、转子正序无功电流、转子负序有功电流和转子负序无功电流；
[0031]
计算
[0032]
其中，i
rdref-为转子负序有功电流第二给定值，i
rqref-为转子负序感性无功电流第二给定值，i
rmax
为转子电流上限，i
rd+
为转子正序有功电流，i
rq+
为转子正序无功电流。
[0033]
在一种可能的实施方式中，根据所述第一给定值和/或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，包括：
[0034]
当第一给定值在所述第一范围和第二范围的交集内时，根据所述第一给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流；
[0035]
在第一给定值不在所述第一范围和第二范围的交集时，根据所述第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流。
[0036]
在一种可能的实施方式中，根据所述第一给定值或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，包括：
[0037]
根据转子负序控制环路的当前转子负序电流，以所述第一给定值或第二给定值为目标，确定转子负序电流的电流调整值；
[0038]
按照所述电流调整值调整当前转子负序电流。
[0039]
在一种可能的实施方式中，按照所述调整值调整当前转子负序电流，包括：
[0040]
将所述电流调整值输入比例积分pi控制器，并将输出结果与前馈补偿项叠加，得到dq坐标下的电压；
[0041]
将所述dq坐标下的电压转换为αβ坐标系下的电压，将所述电压输入到空间矢量脉宽调制svpwm模块产生确定脉宽调制pwm信号；
[0042]
根据所述pwm信号产生控制转子电流。
[0043]
第二方面，本发明实施例提供一种负序功率控制装置，包括：
[0044]
参数获取模块，确定电网电压出现不对称故障时，获取变流器和电网的运行参数；
[0045]
给定值确定模块，用于根据所述运行参数确定发电机功率波动值，并确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值，和/或根据所述运行参数，确定不超出直流母线电压和转子电流上限所对应的抑制电网电压负序分量的转子负序电流的第二给定值；
[0046]
负序控制模块，用于根据所述第一给定值和/或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，并利用所述转子负序电流控制转子电流。
[0047]
在一种可能的实施方式中，所述给定值确定模块根据所述运行参数确定发电机功率波动值，并确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值，包括：
[0048]
根据发电机的定子三相电压和定子三相电流，确定发电机功率波动值的计算式；
[0049]
根据转子电流与定子电流的关系式，确定发电机功率波动值的计算式取值为零时，对应的转子负序电流的第一给定值。
[0050]
在一种可能的实施方式中，所述给定值确定模块根据发电机的定子三相电压和定子三相电流，确定发电机功率波动值的计算式，包括：
[0051]
将发电机的定子三相电压从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到定子正序有功电压、定子正序无功电压、定子负序有功电压和定子负序无功电压；
[0052]
将发电机的定子三相电流从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取
正负序分量，得到定子正序有功电流、定子正序无功电流、定子负序有功电流和定子负序无功电流；
[0053]
根据所述定子正序有功电压、定子正序无功电压、定子负序有功电压、定子负序无功电压、定子正序有功电流、定子正序无功电流、定子负序有功电流和定子负序无功电流，确定发电机功率波动值的计算式。
[0054]
在一种可能的实施方式中，所述给定值确定模块根据所述运行参数，确定不超出直流母线电压和转子电流上限所对应的抑制电网电压负序分量的转子负序电流的第二给定值，包括：
[0055]
根据所述直流母线电压上限及正序直流母线电压需求值，确定剩余直流母线电压可以发出负序有功电流和负序感性无功电流的第一范围；
[0056]
根据转子电流上限及转子三相电流，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二范围；
[0057]
从所述第一范围和第二范围的交集中，确定抑制电压负序分量的转子负序电流的第二给定值。
[0058]
在一种可能的实施方式中，所述给定值确定模块根据所述直流母线电压上限及正序直流母线电压需求值，采用如下公式确定剩余直流母线电压可以发出负序有功电流和负序感性无功电流的第一范围：
[0059][0060]
其中，i
rdref-为转子负序有功电流第二给定值，i
rqref-为转子负序感性无功电流第二给定值，u
sd-表示定子负序有功电压，s为正序滑差率，ω为电网频率，σ为漏抗系数，lr为转子电感，ls为定子电感，l
rm
为互感，u
dcmax
为母线电压上限，u
dc+
为正序直流母线电压需求值。
[0061]
在一种可能的实施方式中，所述给定值确定模块根据转子电流上限及转子正序电流需求，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二范围，包括：
[0062]
所述转子正序电流需求包括转子正序有功电流和转子正序无功电流；
[0063]
将发电机的转子三相电流从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到转子正序有功电流、转子正序无功电流、转子负序有功电流和转子负序无功电流；
[0064]
计算
[0065]
其中，i
rdref-为转子负序有功电流第二给定值，i
rqref-为转子负序感性无功电流第二给定值，i
rmax
为转子电流上限，i
rd+
为转子正序有功电流，i
rq+
为转子正序无功电流。
[0066]
在一种可能的实施方式中，所述给定值确定模块根据所述第一给定值和/或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，包括：
[0067]
当第一给定值在所述第一范围和第二范围的交集内时，根据所述第一给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流；
[0068]
在第一给定值不在所述第一范围和第二范围的交集时，根据所述第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流。
[0069]
在一种可能的实施方式中，所述负序控制模块根据所述第一给定值或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，包括：
[0070]
根据转子负序控制环路的当前转子负序电流，以所述第一给定值或第二给定值为目标，确定转子负序电流的电流调整值；
[0071]
按照所述电流调整值调整当前转子负序电流。
[0072]
第三方面，本技术实施例提供一种负序功率控制设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述第一方面任一种负序功率控制方法；
[0073]
第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述第一方面中任意一种负序功率控制方法的步骤。
[0074]
本发明实施例提供负序功率的控制方法，基于变流器和电网的运行参数，确定发电机功率波动值，并确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值，和/或根据所述运行参数，确定不超出直流母线电压和转子电流上限所对应的抑制电网电压负序分量的转子负序电流的第二给定值；并根据所述第一给定值和/或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，利用所述转子负序电流控制转子电流。利用本发明提供的方法，对负序功率和电网负序电压进行了抑制，解决电网不对称故障导致的发电机功率震荡及电网电压不平衡的问题。
附图说明
[0075]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0076]
图1为本发明实施例提供的一种负序功率控制的流程图；
[0077]
图2为本发明实施例提供的一种确定抑制电网电压负序分量的转子负序电流的第二给定值的示意图；
[0078]
图3为本发明实施例提供的一种负序环路控制系统的示意图；
[0079]
图4为本发明实施例提供的一种方式一的流程图；
[0080]
图5为本发明实施例提供的一种方式二的流程图；
[0081]
图6为本发明实施例提供的一种负序功率控制装置结构图；
[0082]
图7为本发明实施例提供的一种负序功率控制设备示意图。
具体实施方式
[0083]
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0084]
本发明实施例中术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关
系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0085]
本发明实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
[0086]
风力发电是一种可再生无污染的新能源发电技术，在我国总发电量中的比重在逐年增大。变流器作为风力发电的核心控制部分，通过变速恒频控制，来获得最佳的效率和最优的电能质量。当电网电压发生不对称故障时，变流器目前常用的控制方法是在发出足够正序有功功率前提下，再发一定的正序无功功率，但此方法未考虑电压负序分量的危害。
[0087]
实施例1
[0088]
本发明提供了一种负序功率的控制方法，用于解决电网不对称故障导致的发电机功率震荡及电网电压不平衡的问题，如图1所示，包括：
[0089]
步骤101，确定电网电压出现不对称故障时，获取变流器和电网的运行参数；
[0090]
电网的电压不对称故障具体表现为：电网电压发生单相或两相故障时，电网的三相电压由原来的对称状态转变为不对称状态；
[0091]
变流器和电网的运行参数可以包括发电机的参数、电网的参数以及变流器的运行参数等。
[0092]
步骤102，根据所述运行参数确定发电机功率波动值，并确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值，和/或根据所述运行参数，确定不超出直流母线电压和转子电流上限所对应的抑制电网电压负序分量的转子负序电流的第二给定值；
[0093]
根据相关技术，获取到变流器和电网的运行参数后，可以根据变流器和电网的运行参数计算发电机功率，其中，发电机功率包括两个部分，一部分为有用的发电机功率，另一部分为发电机功率波动值。
[0094]
相关技术中没有考虑电网电压负序分量的影响，负序分量会导致发电机功率震荡，对整机传动链系统造成危害，本发明实施例一种可能的实施方式为，利用根据所述运行参数确定发电机功率波动值，从而可以确定消除发电机功率波动值所需的转子负序电流，确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值。由于转子负序电流为影响发电机功率波动值的一个因子参数，在得到相应的发电机功率波动值后，可以确定转子负序电流的第一给定值，通过抑制发电机功率波动的方式消除上述发电机功率波动值。
[0095]
如前所述，相关技术中没有考虑如何抑制电网电压负序分量，进而降低电网电压不平衡度。本发明实施例的另一种可能的实施方式为，通过向电网注入负序感性无功电流尽量减少电网电压负序分量，从根源上避免出现发电机功率波动等危害。
[0096]
本发明上述两种均以考虑电网电压负序分量为出发点，一种解决方式为在出现由于电网电压负序分量引起的发电机功率波动后，根据发电机功率波动的情况确定相应的抑制发电机功率波动的转子负序电流，另一种解决方式为根据直流母线电压和转子电流上限，通过控制转子负序电流尽可能多地向电网注入负序感性无功电流，降低电网电压负序分量，以减小发电机功率波动。
[0097]
步骤103，根据所述第一给定值和/或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，并利用所述转子负序电流控制转子电流。
[0098]
利用本发明实施例提供的方案，当电网发生不对称故障时，可以抑制发电机的有功功率震荡，确保机组稳定运行；或者也可以抑制电网负序电压升高，减少电网不平衡度，有利于风电机组顺利故障穿越。
[0099]
在具体实施时，可以仅确定转子负序电流的第一给定值，根据第一给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，并利用所述转子负序电流控制转子电流；也可以仅确定转子负序电流的第二给定值，根据第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，并利用所述转子负序电流控制转子电流；或者，也可以两者结合实施，即确定转子负序电流的第一给定值和第二给定值，根据第一给定值和第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，并利用所述转子负序电流控制转子电流。
[0100]
作为一种可选的实施方式，确定转子负序电流的第一给定值，根据第一给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，并利用所述转子负序电流控制转子电流时，根据转子负序控制环路的当前转子负序电流，以所述第一给定值为目标，确定转子负序电流的电流调整值；按照所述电流调整值调整当前转子负序电流。
[0101]
作为另一种可选的实施方式，确定转子负序电流的第二给定值，根据第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，并利用所述转子负序电流控制转子电流时，根据转子负序控制环路的当前转子负序电流，以所述第二给定值为目标，确定转子负序电流的电流调整值；按照所述电流调整值调整当前转子负序电流。
[0102]
上述第二给定值为从一个可用给定值范围内选择的给定值，作为另一种可选的实施方式，确定转子负序电流的第一给定值和第二给定值，根据第一给定值和第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，并利用所述转子负序电流控制转子电流时，当第一给定值在所述可用给定值范围内时，根据所述第一给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流；在第一给定值不在所述可用给定值范围时，根据所述第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流。根据确定第一给定值/第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流并控制转子电流过程参见上述实施方式描述，这里不再重述。
[0103]
下面对步骤102中两种可能的实施方式进行详细的说明。
[0104]
方式一、抑制发电机功率波动
[0105]
采用抑制发电机功率波动方式时，上述运行参数包括发电机的定子三相电压和定子三相电流、转子三相电流。
[0106]
作为一种可选的实施方式，根据所述运行参数确定发电机功率波动值，并确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值，包括：
[0107]
根据发电机的定子三相电压和定子三相电流，确定发电机功率波动值的计算式；
[0108]
根据转子电流与定子电流的关系式，确定发电机功率波动值的计算式取值为零时，对应的转子负序电流的第一给定值。
[0109]
上述转子电流包括转子负序电流，上述定子电流包括定子三相电流转换到两相同步旋转dq坐标系的坐标变换下对应的正负序分量，从而在发电机功率波动值的计算式取值为零时，将发电机功率波动值的计算式中的定子三相电流可以转换为转子负序电流，由于发电机的定子三相电压为定值，从而可以计算出对应的转子负序电流的第一给定值。
[0110]
初始获取的定子三相电压和定子三相电流、转子三相电流为三相坐标系下的取值，在进行上述转子负序电流的第一给定值计算时，可以统一转换到两相同步旋转dq坐标
系的坐标变换进行计算。
[0111]
具体地，根据发电机的定子三相电压和定子三相电流，确定发电机功率波动值的计算式，包括：
[0112]
将发电机的定子三相电压从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到定子正序有功电压、定子正序无功电压、定子负序有功电压和定子负序无功电压；
[0113]
将发电机的定子三相电流从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到定子正序有功电流、定子正序无功电流、定子负序有功电流和定子负序无功电流；
[0114]
根据所述定子正序有功电压、定子正序无功电压、定子负序有功电压、定子负序无功电压、定子正序有功电流、定子正序无功电流、定子负序有功电流和定子负序无功电流，确定发电机功率波动值的计算式。
[0115]
具体的，确定电网电压发生不对称故障时发电机的功率，发电机功率ps(t)可用以下表达式计算：
[0116][0117]
由以上公式可看出，发电机定子功率包含有用的发电机功率部分和发电机功率波动值部分，为有用的发电机功率；发电机功率波动值的计算式包括两项，分别为：
[0118][0119][0120]
其中，u
sd+
为定子正序有功电压，u
sq+
表示定子正序无功电压，u
sd-表示定子负序有功电压，u
sq-表示定子负序无功电压，i
sd+
表示定子正序有功电流、i
sq+
表示定子正序无功电流，i
sd-表示定子负序有功电流、i
sq-表示定子负序无功电流，ω为电网频率；
[0121]
因正序系统使用定子正序电压定向，负序系统使用定子负序电压定向，式中u
sq+
和u
sq-均为0，由此可以对以上表达式进行化简，可确定发电机功率波动值的计算式包括如下两项：
[0122][0123]
[0124]
其中，余弦两倍工频波动部分为正弦两倍工频波动部分为
[0125]
根据转子电流与定子电流的关系式，计算余弦两倍工频波动部分时，可根据定子正序有功电流、定子负序有功电流与转子正序有功电流、转子负序有功电流的关系，将公式中的定子正序有功电流与定子负序有功电流用转子正序有功电流与转子负序有功电流进行替换；
[0126]
计算正弦两倍工频波动部分时，可根据定子正序无功电流、定子负序无功电流与转子正序无功电流、转子负序无功电流的关系，将公式中的定子正序无功电流与定子负序无功电流用转子正序无功电流与转子负序无功电流进行替换；
[0127]
令发电机功率波动值的计算式取值为零进行求解，即令上式中余弦两倍工频波动部分与正弦两倍工频波动部分分别为0进行求解，对应的转子负序电流的第一给定值可由以下表达式计算：
[0128][0129]
其中，i
rdref-为转子负序有功电流第一给定值，i
rqref-为转子负序感性无功电流第一给定值，i
rd+
表示根据定子正序有功电流、定子负序有功电流和转子电流与定子电流的关系式计算得到的转子正序有功电流，i
rq+
表示根据定子正序无功电流、定子负序无功电流和定转子电流关系式计算得到的转子正序无功电流。
[0130]
采用上述方式一，本发明实施例的负序功率控制方法具体的流程参见图4，具体包括：
[0131]
步骤401，获取发电机的定子三相电压、定子三相电流和转子三相电流；
[0132]
步骤402，将发电机的定子三相电压、定子三相电流、转子三相电流变换到两项同步旋转dq坐标系下，同时提取正负序分量；
[0133]
步骤403，根据发电机的定子三相电压和定子三相电流，确定发电机功率波动值的计算式；
[0134]
步骤404，结合转子电流与定子电流的关系式，确定发电机功率波动值的计算式取值为零时，对应的转子负序电流的第一给定值；
[0135]
步骤405，根据转子负序控制环路的当前转子负序电流，以所述第一给定值，确定转子负序电流的电流调整值；
[0136]
步骤406，按照所述电流调整值调整当前转子负序电流。
[0137]
方式二、抑制电网电压负序分量
[0138]
采用抑制发电机功率波动方式时，上述运行参数包括发电机的转子三相电流及正序直流母线电压需求值。
[0139]
在电网发生不对称故障时，电网的负序电压会增大，进而引起负序电流及负序功率，对系统造成严重危害。本发明采用的方式二，对负序电压进行一定程度的抑制，则能够
从源头上降低电网电压不平衡度，这样会更加有利于机组运行。具体方式为向电网注入尽可能多负序感性无功电流，则能够一定程度的抑制电网负序电压和不平衡度，有利于风电机组成功进行障穿越。
[0140]
负序感性无功的注入受制于变流器直流母线电压上限和变流器转子的转子电流上限。
[0141]
根据所述运行参数，确定不超出母线电压和转子电流上限所对应的抑制电压负序分量的转子负序电流的第二给定值，包括：
[0142]
根据所述直流母线电压上限及正序直流母线电压需求值，确定剩余直流母线电压可以发出负序有功电流和负序感性无功电流的第一范围；
[0143]
根据转子电流上限及转子正序电流需求，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二范围；
[0144]
从所述第一范围和第二范围的交集中，确定抑制电压负序分量的转子负序电流的第二给定值。
[0145]
直流母线电压的限制条件为，发出的负序有功电流和负序感性无功电流不得超过直流母线电压上限减去正序直流母线电压需求值的剩余电压范围，从而可以根据所述母线电压上限及正序直流母线电压需求值，确定剩余直流母线电压可以发出负序有功电流和负序感性无功电流的第二给定值的第一范围。
[0146]
转子电流的限制条件为，发出的正序电流模值和负序电流模值之和不得超过转子电流的上限。
[0147]
根据母线电压的限制条件，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二给定值的第一范围的电压限制方程如下：
[0148][0149]
其中，i
rdref-为转子负序有功电流第二给定值，i
rqref-为转子负序感性无功电流第二给定值，u
sd-表示定子负序有功电压，s为正序滑差率，ω为电网频率，σ为漏抗系数，lr为转子电感，ls为定子电感，l
rm
为互感，u
dcmax
为母线电压上限，u
dc+
为正序直流母线电压需求值；
[0150]
其中，
[0151]
初始获取的转子三相电流为三相坐标系下的取值，在进行负序有功电流和负序感性无功电流的第二范围计算时，需要转换到两相同步旋转dq坐标系的坐标进行计算。
[0152]
具体的，根据转子电流上限及转子正序电流需求，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二给定值的第二范围，包括：
[0153]
所述转子正序电流需求包括转子正序有功电流和转子正序无功电流；
[0154]
将发电机的转子三相电流从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到转子正序有功电流、转子正序无功电流、转子负序有功电流和转子负序无功电流；
[0155]
根据转子电流的限制条件，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二给定值
的第二范围的电流限制方程如下：
[0156][0157]
其中，i
rdref-为转子负序有功电流第二给定值，i
rqref-为转子负序感性无功电流第二给定值，i
rmax
为转子电流上限，i
rd+
为转子正序有功电流，i
rq+
为转子正序无功电流。
[0158]
具体的，如图2所示，从所述第一范围和第二范围的交集中，确定抑制电压负序分量的转子负序电流的第二给定值；
[0159]
根据电压限制方程，确定第一范围为圆心为半径为的电压极限圆内，电压极限圆随着转速升高半径减小；
[0160]
根据电流限制方程，确定第二范围为圆心为(0,0),半径为的电流极限圆内，电流极限圆随着正序电流增大半径减小；从所述第一范围和第二范围的交集中，确定抑制电压负序分量的转子负序电流的第二给定值，即第二给定值在电压极限圆和电流极限圆的交集之内。
[0161]
采用上述方式二，本发明实施例的负序功率控制方法具体的流程参见图5，具体包括：
[0162]
步骤501，获取发电机的转子三相电流及正序直流母线电压需求值；
[0163]
步骤502，根据所述直流母线电压上限及正序直流母线电压需求值，确定剩余直流母线电压可以发出负序有功电流和负序感性无功电流的第一范围；
[0164]
步骤503，根据转子电流上限及转子正序电流需求，进行从三相坐标到两相同步旋转dq坐标系的坐标变化，同时提取正负序分量，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二范围；
[0165]
步骤504，从所述第一范围和第二范围的交集中，确定抑制电压负序分量的转子负序电流的第二给定值；
[0166]
步骤505，根据转子负序控制环路的当前转子负序电流，以所述第二给定值为目标，确定转子负序电流的电流调整值；
[0167]
步骤506，按照所述电流调整值调整当前转子负序电流。
[0168]
以上所述负序功率控制方法基于负序环路控制系统进行控制，负序环路控制系统如图3所示，所述系统由给定值计算模块，给定值选择模块，电流计算模块d1，pi控制器模块，电压计算模块d2，坐标变换模块，svpwm模块组成；
[0169]
其中，给定值计算模块可分为计算第一给定值的第一计算模块10和计算第二给定值的第二计算模块20，第一给定值计算模块中根据本发明所述抑制功率波动的算法可计算第一给定值，第二给定值模块根据本发明所述抑制电网电压负序分量的算法可计算第二给定值；给定值选择模块为选择开关形式，具体可以包括第一开关k1和第二开关k2，根据本发明所述控制方法对给定值进行选择；电流计算模块d1根据转子负序控制环路的当前转子负序电流，以输入电流为目标，得到电流调整值；电压计算模块d2将输入电压与前馈补偿相叠加，得到转子电压值。
[0170]
所述系统的控制流程包括：将所获参数输入到给定值计算模块，可得到第一给定值和第二给定值，以此给定值为输入，给定值选择器选择合适的给定值，电流计算模块d1以所述给定值为输入进行电流调节值的计算，并将所述调节值作为pi控制器模块的输入，得到的电压输入到电压计算模块d2，获得转子电压，并通过坐标变换模块进行由两相同步旋转dq坐标系到两相αβ坐标系的坐标变换，得到的αβ坐标系下的电压输入svpwm模块，得到pwm脉冲信号，控制绝缘栅双极型晶体管igbt模块，进一步控制转子电流。
[0171]
本负序环路的控制方法具体包括：
[0172]
根据转子负序控制环路的当前转子负序电流，以所述第一给定值或第二给定值为目标，确定转子负序电流的电流调整值；
[0173]
将所述电流调整值输入比例积分pi控制器，并将输出结果与前馈补偿项叠加，确定dq坐标下的转子电压；
[0174]
将所述dq坐标下的转子电压转换为αβ坐标系下的转子电压，将所述转子电压输入到空间矢量脉宽调制svpwm控制器产生确定脉宽调制pwm脉冲信号；
[0175]
根据所述pwm脉冲信号，控制变频器转子中绝缘栅双极型晶体管igbt的开关状态，进一步控制转子电流。
[0176]
实施例2
[0177]
以上对本发明中一种负序功率控制方法进行说明，以下对执行上述负序功率控制的装置进行说明。
[0178]
请参阅图6，本发明实施例提供一种负序功率控制装置，该装置包括：
[0179]
参数获取模块601，确定电网电压出现不对称故障时，获取变流器和电网的运行参数；
[0180]
给定值确定模块602，用于根据所述运行参数确定发电机功率波动值，并确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值，和/或根据所述运行参数，确定不超出直流母线电压和转子电流上限所对应的抑制电网电压负序分量的转子负序电流的第二给定值；
[0181]
负序控制模块603，用于根据所述第一给定值和/或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，并利用所述转子负序电流控制转子电流。
[0182]
可选的，所述给定值确定模块根据所述运行参数确定发电机功率波动值，并确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值，包括：
[0183]
根据发电机的定子三相电压和定子三相电流，确定发电机功率波动值的计算式；
[0184]
根据转子电流与定子电流的关系式，确定发电机功率波动值的计算式取值为零时，对应的转子负序电流的第一给定值。
[0185]
可选的，所述给定值确定模块根据发电机的定子三相电压和定子三相电流，确定发电机功率波动值的计算式，包括：
[0186]
将发电机的定子三相电压从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到定子正序有功电压、定子正序无功电压、定子负序有功电压和定子负序无功电压；
[0187]
将发电机的定子三相电流从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到定子正序有功电流、定子正序无功电流、定子负序有功电流和定子负序无功电流；
[0188]
根据所述定子正序有功电压、定子正序无功电压、定子负序有功电压、定子负序无功电压、定子正序有功电流、定子正序无功电流、定子负序有功电流和定子负序无功电流，确定发电机功率波动值的计算式。
[0189]
可选的，所述转子负序电流的第一给定值包括转子负序有功电流第一给定值i
rdref-和转子负序感性无功电流第一给定值i
rqref-，所述给定值确定模块确定发电机功率波动值的计算式取值为零时，对应的转子负序电流的第一给定值采用如下方式计算：
[0190][0191]
其中，u
sd+
为定子正序有功电压，u
sq+
表示定子正序无功电压，u
sd-表示定子负序有功电压，u
sq-表示定子负序无功电压，i
rd+
表示根据定子正序有功电流、定子负序有功电流和定转子电流关系式计算得到的转子正序有功电流，i
rq+
表示根据定子正序无功电流、定子负序无功电流和定转子电流关系式计算得到的转子正序无功电流。
[0192]
可选的，所述给定值确定模块根据所述运行参数，确定不超出直流母线电压和转子电流上限所对应的抑制电网电压负序分量的转子负序电流的第二给定值，包括：
[0193]
根据所述直流母线电压上限及正序直流母线电压需求值，确定剩余直流母线电压可以发出负序有功电流和负序感性无功电流的第一范围；
[0194]
根据转子电流上限及转子三相电流，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二范围；
[0195]
从所述第一范围和第二范围的交集中，确定抑制电压负序分量的转子负序电流的第二给定值。
[0196]
可选的，所述给定值确定模块根据所述直流母线电压上限及正序直流母线电压需求值，采用如下公式确定剩余直流母线电压可以发出负序有功电流和负序感性无功电流的第一范围：
[0197][0198]
其中，i
rdref-为转子负序有功电流第二给定值，i
rqref-为转子负序感性无功电流第二给定值，u
sd-表示定子负序有功电压，s为正序滑差率，ω为电网频率，σ为漏抗系数，lr为转子电感，ls为定子电感，l
rm
为互感，u
dcmax
为母线电压上限，u
dc+
为正序直流母线电压需求值。
[0199]
可选的，所述给定值确定模块根据转子电流上限及转子正序电流需求，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二范围，包括：
[0200]
所述转子正序电流需求包括转子正序有功电流和转子正序无功电流；
[0201]
将发电机的转子三相电流从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到转子正序有功电流、转子正序无功电流、转子负序有功电流和转子负序无功电流；
[0202]
计算
[0203]
其中，i
rdref-为转子负序有功电流第二给定值，i
rqref-为转子负序感性无功电流第二给定值，i
rmax
为转子电流上限，i
rd+
为转子正序有功电流，i
rq+
为转子正序无功电流。
[0204]
可选的，所述给定值确定模块根据所述第一给定值和/或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，包括：
[0205]
当第一给定值在所述第一范围和第二范围的交集内时，根据所述第一给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流；
[0206]
在第一给定值不在所述第一范围和第二范围的交集时，根据所述第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流。
[0207]
可选的，所述负序控制模块根据所述第一给定值或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，包括：
[0208]
根据转子负序控制环路的当前转子负序电流，以所述第一给定值或第二给定值为目标，确定转子负序电流的电流调整值；
[0209]
按照所述电流调整值调整当前转子负序电流。
[0210]
可选的，所述负序控制模块按照所述调整值调整当前转子负序电流，包括：
[0211]
将所述电流调整值输入比例积分pi控制器，并将输出结果与前馈补偿项叠加，得到dq坐标下的电压；
[0212]
将所述dq坐标下的电压转换为αβ坐标系下的电压，将所述电压输入到空间矢量脉宽调制svpwm模块产生确定脉宽调制pwm信号；
[0213]
根据所述pwm信号产生控制转子电流。
[0214]
请参阅图7，本发明实施例中一种负序功率控制的设备，包括：
[0215]
至少一个处理器701和至少一个存储器702，以及总线系统709；
[0216]
其中，所述存储器存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器执行时，使得所述处理器执行下列过程：
[0217]
确定电网电压出现不对称故障时，获取变流器和电网的运行参数；
[0218]
根据所述运行参数确定发电机功率波动值，并确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值，和/或根据所述运行参数，确定不超出直流母线电压和转子电流上限所对应的抑制电压负序分量的转子负序电流的第二给定值；
[0219]
根据所述第一给定值和/或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，并利用所述转子负序电流控制转子电流。
[0220]
图7是本发明实施例提供的一种负序功率控制设备示意图，该设备700可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(英文全称：central processing units，英文简称：cpu)701(例如，一个或一个以上处理器)和存储器702，一个或一个以上存储应用程序704或数据705的存储介质703(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器702和存储介质703可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质703的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对信息处理装置中的一系列指令操作。更进一步地，处理器701可以设置为与存储介质703通信，在设备700上执行存储介质703中的一系列指令操作。
[0221]
设备700还可以包括一个或一个以上有线或无线网络接口707，一个或一个以上输入输出接口708，和/或，一个或一个以上操作系统706，例如windows server，mac os x，
unix，linux，freebsd等。
[0222]
可选的，所述处理器根据所述运行参数确定发电机功率波动值，并确定抑制发电机功率波动的转子负序电流的第一给定值，包括：
[0223]
根据发电机的定子三相电压和定子三相电流，确定发电机功率波动值的计算式；
[0224]
根据转子电流与定子电流的关系式，确定发电机功率波动值的计算式取值为零时，对应的转子负序电流的第一给定值。
[0225]
可选的，所述处理器根据发电机的定子三相电压和定子三相电流，确定发电机功率波动值的计算式，包括：
[0226]
将发电机的定子三相电压从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到定子正序有功电压、定子正序无功电压、定子负序有功电压和定子负序无功电压；
[0227]
将发电机的定子三相电流从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到定子正序有功电流、定子正序无功电流、定子负序有功电流和定子负序无功电流；
[0228]
根据所述定子正序有功电压、定子正序无功电压、定子负序有功电压、定子负序无功电压、定子正序有功电流、定子正序无功电流、定子负序有功电流和定子负序无功电流，确定发电机功率波动值的计算式。
[0229]
可选的，所述转子负序电流的第一给定值包括转子负序有功电流第一给定值i
rdref-和转子负序感性无功电流第一给定值i
rqref-，上述处理器确定发电机功率波动值的计算式取值为零时，对应的转子负序电流的第一给定值采用如下方式计算：
[0230][0231]
其中，u
sd+
为定子正序有功电压，u
sq+
表示定子正序无功电压，u
sd-表示定子负序有功电压，u
sq-表示定子负序无功电压，i
rd+
表示根据定子正序有功电流、定子负序有功电流和定转子电流关系式计算得到的转子正序有功电流，i
rq+
表示根据定子正序无功电流、定子负序无功电流和定转子电流关系式计算得到的转子正序无功电流。
[0232]
可选的，所述处理器根据所述运行参数，确定不超出直流母线电压和转子电流上限所对应的抑制电网电压负序分量的转子负序电流的第二给定值，包括：
[0233]
根据所述直流母线电压上限及正序直流母线电压需求值，确定剩余直流母线电压可以发出负序有功电流和负序感性无功电流的第一范围；
[0234]
根据转子电流上限及转子正序电流需求，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二范围；
[0235]
从所述第一范围和第二范围的交集中，确定抑制电压负序分量的转子负序电流的第二给定值。
[0236]
可选的，所述处理器根据所述直流母线电压上限及正序直流母线电压需求值，采用如下公式确定剩余直流母线电压可以发出负序有功电流和负序感性无功电流的第一范围：
[0237][0238]
其中，i
rdref-为转子负序有功电流第二给定值，i
rqref-为转子负序感性无功电流第二给定值，u
sd-表示定子负序有功电压，s为正序滑差率，ω为电网频率，σ为漏抗系数，lr为转子电感，ls为定子电感，l
rm
为互感，u
dcmax
为母线电压上限，u
dc+
为正序直流母线电压需求值。
[0239]
可选的，所述处理器根据转子电流上限及转子正序电流需求，确定负序有功电流和负序感性无功电流的第二范围，包括：
[0240]
所述转子正序电流需求包括转子正序有功电流和转子正序无功电流；
[0241]
将发电机的转子三相电流从三相坐标系转换到两相同步旋转dq坐标系，同时提取正负序分量，得到转子正序有功电流、转子正序无功电流、转子负序有功电流和转子负序无功电流；
[0242]
计算
[0243]
其中，i
rdref-为转子负序有功电流第二给定值，i
rqref-为转子负序感性无功电流第二给定值，i
rmax
为转子电流上限，i
rd+
为转子正序有功电流，i
rq+
为转子正序无功电流。
[0244]
可选的，所述处理器根据所述第一给定值和/或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，包括：
[0245]
当第一给定值在所述第一范围和第二范围的交集内时，根据所述第一给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流；
[0246]
在第一给定值不在所述第一范围和第二范围的交集时，根据所述第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流。
[0247]
可选的，所述处理器用于根据所述第一给定值或第二给定值，确定转子负序控制环路的转子负序电流，包括：
[0248]
根据转子负序控制环路的当前转子负序电流，以所述第一给定值或第二给定值为目标，确定转子负序电流的电流调整值；
[0249]
按照所述电流调整值调整当前转子负序电流。
[0250]
可选的，所述处理器按照所述调整值调整当前转子负序电流，包括：
[0251]
将所述电流调整值输入比例积分pi控制器，并将输出结果与前馈补偿项叠加，得到dq坐标下的电压；
[0252]
将所述dq坐标下的电压转换为αβ坐标系下的电压，将所述电压输入到空间矢量脉宽调制svpwm模块产生确定脉宽调制pwm信号；
[0253]
根据所述pwm信号产生控制转子电流。
[0254]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例提供的负序功率控制的方法。
[0255]
本技术实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被电子设备执行时，使所述电子设备执行上述实施例提供的负序功率控制的方法。
[0256]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置
和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0257]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0258]
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0259]
另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0260]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
[0261]
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，ssd))等。
[0262]
以上对本技术所提供的技术方案进行了详细介绍，本技术中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。