1.本发明属于直流输电领域，具体涉及一种二极管不控整流器控制方法、系统及存储介质。
背景技术：
2.随着海上风电产业的发展，海上风电场距离大陆越来越远，传统的交流并网方案由于已经不能满足需求。虽然柔性直流输电相比传统直流输电具有占地面积小、体积小等优势，但是仍然不能完全适用于用于大规模、远距离海上风电并网。而以二极管不控整流器代替可控整流器的换流方法能够进一步降低设备的体积和成本，因此非常适合于海上风电场整流端，相应的，二极管不控整流器的控制策略也将作为后续海上风电场的主要研究方向之一。
3.但是，如果海上风电场整流端采用二极管不控整流器结构，由于二极管不控整流电路的技术原因，海上风电场电网电压与风力发电机输出电压的能量交互方式与传统电网相比有很大的变化，现有的通过改变输出电压幅值来改变无功功率、通过改变输出电压相位来改变有功功率的控制策略将难以满足控制需求。
技术实现要素：
4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种能够满足二极管不控整流器控制需求的二极管不控整流器控制方法。本发明还提出了一种二极管不控整流器控制系统和一种用于执行上述二极管不控整流器控制方法的计算机可读存储介质。
5.根据本发明第一方面实施例的二极管不控整流器控制方法，包括以下步骤：
6.计算网侧输出电压矢量幅值：获取电网侧的实际有功功率，根据所述实际有功功率和预设的给定有功功率计算出有功幅值差值；根据所述有功幅值差值、预设的虚拟转动惯量和预设的虚拟阻尼系数计算出网侧幅值增量；获取电网侧的交流电压的标幺化模值，根据所述标幺化模值和所述网侧幅值增量计算出网侧输出电压矢量幅值；
7.计算网侧输出电压矢量角：获取电网侧的实际无功功率，根据所述实际无功功率和预设的给定无功功率计算出角速度增量；获取额定角速度，根据所述额定角速度和所述角速度增量计算出网侧输出电压矢量角；
8.对所述网侧输出电压矢量角和所述网侧输出电压矢量幅值进行空间向量变化，以得到网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
，并根据所述网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
调整二极管不控整流器网侧的运行；
9.获取风机侧直流母线的实际电压值、实际有功电流值和实际无功电流值；根据所述实际电压值、预设的额定电压值、所述实际无功电流值和所述实际有功电流值计算出d轴分量；根据所述实际无功电流值、所述实际有功电流值和预设的无功电流给定值计算出q轴分量；对所述d轴分量和所述q轴分量进行反dq向量变化，得到风机侧三相调制波v
ref_al
、vref_bl
、v
ref_cl
，并根据所述风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
调整所述二极管不控整流器风机侧的运行。
10.根据本发明实施例的二极管不控整流器控制方法，至少具有如下技术效果：通过网侧输出电压矢量幅值来改变风力发电机对海上电网的有功功率输出，通过网侧输出电压矢量角来改变风力发电机对海上电网的无功功率输出，相较于传统的控制方式而言，能保证风力发电机与海上风电场电网之间的功率有效交互，特别适合基于二极管不控整流的海上直流输电系统。此外，通过利用虚拟惯量控制原理，可以有效的抑制电网频率快速变化。
11.根据本发明的一些实施例，所述根据所述实际有功功率和预设的给定有功功率计算出有功幅值差值，包括以下步骤：
12.对所述实际有功功率和所述给定有功功率进行加法运算，以得到有功功率差值；
13.将所述有功功率差值输入第一pi调节单元，以得到所述有功幅值差值。
14.根据本发明的一些实施例，所述根据所述有功幅值差值、预设的虚拟转动惯量和预设的虚拟阻尼系数计算出网侧幅值增量，包括以下步骤：
15.对所述有功幅值差值、反馈分量进行减法运算，以得到第一中间调节值；
16.基于所述虚拟转动惯量对所述第一中间调节值进行积分运算，以得到所述网侧幅值增量；其中，所述反馈分量根据所述网侧幅值增量和预设的虚拟阻尼系数得到。
17.根据本发明的一些实施例，所述根据所述实际无功功率和预设的给定无功功率计算出角速度增量，包括以下步骤：
18.对所述实际无功功率和所述给定无功功率进行减法运算，以得到第二中间调节值；
19.对所述第二中间调节值进行滞环死区控制，以得到第三中间调节值；
20.对所述第三中间调节值和预设的比例系数进行乘法运算，以得到所述角速度增量。
21.根据本发明的一些实施例，所述获取额定角速度，包括以下步骤得到：
22.获取相位校准触发信号，所述相位校准触发信号由同步信号接收模块转换无线同步信号得到，所述无线同步信号由北斗、gps、伽利略、glonass及gnss/loran-c中至少一个发送至所述同步信号接收模块；
23.根据所述相位校准触发信号确定所述额定角速度。
24.根据本发明的一些实施例，所述根据所述额定角速度和所述角速度增量计算出网侧输出电压矢量角，包括以下步骤：
25.对所述额定角速度和所述角速度增量进行加法运算，以得到调整角速度；
26.对所述调整角速度进行积分运算，以得到所述网侧输出电压矢量角。
27.根据本发明的一些实施例，所述对所述网侧输出电压矢量角和所述网侧输出电压矢量幅值进行空间向量变化，以得到网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
，包括以下步骤：
28.对所述网侧输出电压矢量角和所述网侧输出电压矢量幅值进行坐标变化，得到第一调制参数和第二调制参数；
29.对所述第一调制参数和所述第二调制参数进行2/3变换得到所述网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
。
30.根据本发明第二方面实施例的二极管不控整流器控制系统，包括：
31.网侧幅值计算单元,用于获取电网侧的实际有功功率并根据所述实际有功功率和预设的给定有功功率计算出有功幅值差值，用于根据所述有功幅值差值、预设的虚拟转动惯量和预设的虚拟阻尼系数计算出网侧幅值增量，以及用于获取电网侧的交流电压的标幺化模值，并根据所述标幺化模值和所述网侧幅值增量计算出网侧输出电压矢量幅值；
32.网侧矢量角计算单元，用于获取电网侧的实际无功功率并根据所述实际无功功率和预设的给定无功功率计算出角速度增量，以及用于获取额定角速度，并根据所述额定角速度和所述角速度增量计算出网侧输出电压矢量角；
33.网侧调制波生成单元，用于对所述网侧输出电压矢量角和所述网侧输出电压矢量幅值进行空间向量变化，以得到网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
，并根据所述网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
调整二极管不控整流器网侧的运行；
34.风机侧分量计算单元，用于获取风机侧直流母线的实际电压值、实际有功电流值和实际无功电流值，并根据所述实际电压值、预设的额定电压值、所述实际无功电流值和所述实际有功电流值计算出d轴分量，以及根据所述实际无功电流值、所述实际有功电流值和预设的无功电流给定值计算出q轴分量；
35.风机侧调制波生成单元，用于对所述d轴分量和所述q轴分量进行反dq向量变化，得到风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
，并根据所述风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
调整所述二极管不控整流器风机侧的运行。
36.根据本发明实施例的二极管不控整流器控制系统，至少具有如下技术效果：通过网侧输出电压矢量幅值来改变风力发电机对海上电网的有功功率输出，通过网侧输出电压矢量角来改变风力发电机对海上电网的无功功率输出，相较于传统的控制方式而言，能保证风力发电机与海上风电场电网之间的功率有效交互，特别适合基于二极管不控整流的海上直流输电系统。此外，通过利用虚拟惯量控制原理，可以有效的抑制电网频率快速变化。
37.根据发明第三方面实施例的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行上述的二极管不控整流器控制方法。
38.根据本发明实施例的计算机可读存储介质，至少具有如下技术效果：通过存储介质可以便于计算机可执行指令的存储和转移。
39.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
40.本发明的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
41.图1是本发明实施例的二极管不控整流器的原理简图；
42.图2是本发明实施例的网侧三相调制波的生成流程图；
43.图3是本发明实施例的风机侧三相调制波的生成流程图；
44.图4是本发明实施例的直流输电系统的结构示意图；
45.图5是本发明实施例的海上换流站的结构示意图；
46.图6是本发明实施例的岸上换流站的结构示意图；
47.图7是本发明实施例的变流器的结构示意图。
48.附图标记；
49.风力发电系统100、风力发电机110、
50.海上换流站200、变流器210、整流变压器220、平波电抗器230、
51.岸上换流站300、岸上换流阀310、隔离变压器320、
52.海上传输链路400、。
具体实施方式
53.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
54.在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二、第三、第四等等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
55.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
56.本发明实施例的二极管不控整流器控制方法应用于二极管不控整流器，即两套三相全控变流器(风机侧+电网侧)直流背靠背结构，电网侧三相全控变流器调节风机系统的输出功率，风机侧三相全控变流器调节直流母线电压，具体的结构如图1所示。图1中左侧三相全控变流器为风机侧，右侧三相全控变流器为电网侧。
57.上述二极管不控整流器连接在直流输电系统的风力发电机110的输出端与海上风电场电网之间。为了更好的描述本发明实施例的二极管不控整流器控制方法的应用环境，这里对直流输电系统进行一个简述。
58.如图4所示，直流输电系统包括风力发电系统100、海上换流站200、海上传输链路400、岸上换流站300。
59.海上风力发电系统100包含多台风力发电机110，每台风力发电机110输出端连接的二极管不控整流器的主电路结构皆如图1所示，控制策略皆如图2、图3所示。
60.参考图4、图5,海上换流站200包括整流变压器220、变流器210。整流变压器220的原边用于接入海上风力发电系统100，副边与变流器210的输入端连接；变流器210采用二极管整流结构，用于将海上风力发电系统100输出的交流电转换为直流电，变流器210的正电压输出端和负电压输出端皆连接有平波电抗器230，正负极输出端经过海上传输链路400与岸上换流站300连接。
61.如图7所示，变流器210内部结构采用不控整流二极管阀形式，二极管阀采用三相桥式六脉冲整流结构，每个整流桥臂包括依次串联的多个二极管器件。整流变压器220的原边用于接入海上风力发电系统100，副边与变流器210的输入端连接。
62.参考图4、图6,岸上换流站300包括岸上换流阀310、隔离变压器320，用于把海上换流站200输出的直流电转化成交流电后送到岸上电网。岸上换流阀310的正负极输入端经过海上传输链路400接入海上换流站200正负极输出端，输出端与隔离变压器320的输入端连接，隔离变压器320的输出端接入岸上电网。
63.岸上换流阀310的形式可以有多种。在本发明的一些实施例中，换流阀采用mmc换流阀结构，mmc换流阀包括6个桥臂，每个桥臂由多个功率模块和一个桥臂电抗器依次串联组成，功率模块可采用半桥结构或全桥结构或半桥全桥混和连接结构。在本发明的一些实施例中，换流阀采用晶闸管换流阀形式，晶闸管换流阀采用三相桥式结构，每个桥臂包括依次串联的多个晶闸管器件，晶闸管换流阀经过连接电抗器与变压器的副边连接。
64.海上传输链路400由高压直流海缆、信号光纤等组成。
65.此外，本发明第一方面实施例的二极管不控整流器控制方法还运用到了虚拟惯量控制原理。由于二极管不控整流器的隔离作用，风电机组的转子运动和电网频率解耦，降低了系统等效惯量，严重影响系统频率的稳定，因此,通过在二极管不控整流器控制过程中加入虚拟惯量控制技术，能够在一定程度上抑制电网频率快速变化，该技术是本领域技术人员应当知晓的。虚拟惯量控制原理如下式所示：
[0066][0066][0067]
式中j为虚拟同步发电机的转动惯量；ω为同步发电机电气角速度；θ为同步发电机电气相角度；ω0为电网同步角速度；tm和te分别为同步发电机的机械和电磁转矩；d为阻尼系数。由于j和d的存在，使得变流器具有了对功率和频率的惯性。
[0068]
下面参考图1至图7描述根据本发明第一方面实施例的二极管不控整流器控制方法。
[0069]
根据本发明实施例的二极管不控整流器控制方法，包括以下步骤：
[0070]
计算网侧输出电压矢量幅值：获取电网侧的实际有功功率pg，根据实际有功功率pg和预设的给定有功功率p
ref
计算出有功幅值差值；根据有功幅值差值、预设的虚拟转动惯量j和预设的虚拟阻尼系数d计算出网侧幅值增量；获取电网侧的交流电压的标幺化模值u0，根据标幺化模值u0和网侧幅值增量计算出网侧输出电压矢量幅值um；
[0071]
计算网侧输出电压矢量角：获取电网侧的实际无功功率q0，根据实际无功功率q0和预设的给定无功功率q
ref
计算出角速度增量；获取额定角速度ω1，根据额定角速度ω1和角速度增量计算出网侧输出电压矢量角θ；
[0072]
对网侧输出电压矢量角θ和网侧输出电压矢量幅值um进行空间向量变化，以得到网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
，并根据网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
调整二极管不控整流器网侧的运行；
[0073]
获取风机侧直流母线的实际电压值u
sdc
、实际有功电流值i
s1d
和实际无功电流值i
s1q
；根据实际电压值u
sdc
、预设的额定电压值u
sdc_ref
、实际无功电流值i
s1q
和实际有功电流值i
s1d
计算出d轴分量；根据实际无功电流值i
s1q
、实际有功电流值i
s1d
和预设的无功电流给定值i
qref
计算出q轴分量；对d轴分量和q轴分量进行反dq向量变化，得到风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
，并根据风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
调整二极管不控整流器风机侧的运行。
[0074]
参考图2，当电网侧的实际有功功率pg出现变化时，则会与给定有功功率p
ref
产生偏差，该偏差经过第一pi调节单元后即输出有功幅值差值，此时则需要对该有功幅值差值进行调整。调整过程中，基于虚拟转动惯量j和虚拟阻尼系数d分别进行积分和反馈运算，从而可以得到网侧幅值增量，该网侧幅值增量通过与电网侧的交流电压的标幺化模值u0进行
加法运算即可得到最终需要调节到的网侧输出电压矢量幅值um。利用网侧输出电压矢量幅值um便可以完成对电网侧的有功功率输出的调节。
[0075]
参考图2，当电网侧的实际无功功率q0出现波动时，则会与给定无功功率q
ref
产生偏差，该偏差经过滞环死区控制以及与比例系数kq的乘法运算后可以得到角速度增量，该角速度增量通过与额定角速度ω1进行进一步运算，即可得到网侧输出电压矢量角θ。利用网侧输出电压矢量角θ便可以完成对电网侧的无功功率输出的调节。
[0076]
参考图2，为了完成对图1种电网侧的三相全控变流器的控制，则需要将网侧输出电压矢量角θ和网侧输出电压矢量幅值um进行空间向量变化，以得到网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
，之后便可以利用网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
调整电网侧的三相全控变流器运行。
[0077]
图3所示为风机侧的三相全控变流器的控制策略。获取风机侧直流母线的实际电压值u
sdc
、实际有功电流值i
s1d
和实际无功电流值i
s1q
后，可以根据实际电压值u
sdc
、额定电压值u
sdc_ref
、实际无功电流值i
s1q
和实际有功电流值i
s1d
计算出d轴分量，同时可以根据实际无功电流值i
s1q
、实际有功电流值i
s1d
和预设的无功电流给定值i
qref
计算出q轴分量。之后，再对d轴分量和q轴分量进行反dq向量变化，即可得到风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
，利用风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
调整风机侧的三相全控变流器运行。
[0078]
根据本发明实施例的二极管不控整流器控制方法，通过网侧输出电压矢量幅值um来改变风力发电机110对海上电网的有功功率输出，通过网侧输出电压矢量角θ来改变风力发电机110对海上电网的无功功率输出，相较于传统的控制方式而言，能保证风力发电机110与海上风电场电网之间的功率有效交互，特别适合基于二极管不控整流的海上直流输电系统。此外，通过利用虚拟惯量控制原理，可以有效的抑制电网频率快速变化。
[0079]
在本发明的一些实施例中，根据有功功率pg和预设的给定有功功率p
ref
计算出有功幅值差值，包括以下步骤：
[0080]
对实际有功功率pg和给定有功功率p
ref
进行加法运算，以得到有功功率差值；
[0081]
将有功功率差值输入第一pi调节单元，以得到有功幅值差值。
[0082]
参考图2，实际有功功率pg和给定有功功率p
ref
进行加法运算后得到的有功功率差值便是实际差值，正是因为该有功功率差值的存在才需要进行有功功率调节。对该有功功率差值进行pi调节之后，便可以得到后续计算所需要的有功幅值差值。
[0083]
在本发明的一些实施例中，根据有功幅值差值、预设的虚拟转动惯量j和预设的虚拟阻尼系数d计算出网侧幅值增量，包括以下步骤：
[0084]
对有功幅值差值、反馈分量进行减法运算，以得到第一中间调节值；
[0085]
基于虚拟转动惯量j对第一中间调节值进行积分运算，以得到网侧幅值增量；其中，反馈分量根据网侧幅值增量和预设的虚拟阻尼系数d得到。
[0086]
参考图2，基于虚拟转动惯量j进行积分运算，并进一步利用积分运算的结果进行负反馈调节，且负反馈调节基于虚拟阻尼系数d进行，通过这种方式将虚拟惯量控制原理进行了有效的运用，从而可以得到网侧幅值增量。
[0087]
在本发明的一些实施例中，根据实际无功功率q0和预设的给定无功功率q
ref
计算出角速度增量，包括以下步骤：
[0088]
对实际无功功率q0和给定无功功率q
ref
进行减法运算，以得到第二中间调节值；
[0089]
对第二中间调节值进行滞环死区控制，以得到第三中间调节值；
[0090]
对第三中间调节值和预设的比例系数kq进行乘法运算，以得到角速度增量。
[0091]
参考图2，计算出来的实际无功功率q0和给定无功功率q
ref
的差值，是进行无功调节的变量基础。差值计算出来并通过滞环死区控制后，会再与比例系数kq进行乘法运算，从而得到角速度增量。角速度增量与额定角速度ω1进行加法运算后，便可以得到需要调整到的角速度值，再对该角速度值进行积分运算，从而可以得到最终需要调整到的网侧输出电压矢量角θ。至此，基于网侧输出电压矢量角θ可以完成对无功功率的调节，基于网侧输出电压矢量幅值um可以完成对有功功率的调节，又因为网侧输出电压矢量幅值um和网侧输出电压矢量角θ是根据电网侧的有功功率和无功功率波动计算形成的，因此，通过本发明实施例的二极管不控整流器控制方法能够保证风力发电机110与海上风电场电网之间的功率有效交互。
[0092]
在本发明的一些实施例中，获取额定角速度ω1，包括以下步骤得到：
[0093]
获取相位校准触发信号，相位校准触发信号由同步信号接收模块转换无线同步信号得到，无线同步信号由北斗、gps、伽利略、glonass及gnss/loran-c中至少一个发送至同步信号接收模块；
[0094]
根据相位校准触发信号确定额定角速度ω1。
[0095]
由于电网的系统阻抗偏大，海上风电场属于弱电网，锁相环技术难以保证风机变流器能够有效地获得电网相位同步信号，从而仍然存在系统振荡的问题。本发明实施例的二极管不控整流器控制方法利用北斗、gps、伽利略、glonass及gnss/loran-c等授时系统来完成同步信号的获取，进而可以使得后续获得的额定角速度可以更加的准确，从而避免振荡出现。
[0096]
北斗、gps、伽利略、glonass及gnss/loran-c等系统可以通过广播的方式无线发送同步信号，该无线同步信号可以理解为系统的标准时钟信号，同步信号接收模块接收到标准时钟信号后便会产生周期变化的波形，即相位校准触发信号。以相位校准触发信号为频率1hz的方波为例进行具体说明，这里以下降沿作为触发条件，当同步信号接收模块输出的方波信号由高电平跳变至低电平的瞬间，即代表过去了1秒，风力发电机110应当完成了五十个波形(电网为50hz)的输出，此时应当处于0相位或者说初始相位，之后，每次在方波信号处于下降沿时，都可以确定一次输出相位。进一步的，由相位校准触发信号便可以得到初始相位，基于初始相位则可以进一步得到额定角速度ω1。在本发明的一些实施例中，同步信号接收模块可以采用上海锐呈电气有限公司k801型gps北斗双模时钟模块，实现输出精准的相位校准触发信号的目的。
[0097]
在本发明的一些实施例中，根据额定角速度ω1和角速度增量计算出网侧输出电压矢量角θ，包括以下步骤：
[0098]
对额定角速度ω1和角速度增量进行加法运算，以得到调整角速度；
[0099]
对调整角速度进行积分运算，以得到网侧输出电压矢量角θ。
[0100]
参考图2，在确定额定角速度ω1和角速度增量后，便可以确定最终需要调整到的调整角速度，调整角速度容易换算为角频率，通过对角频率进行积分运算便可得到对应的相角，即网侧输出电压矢量角θ。该网侧输出电压矢量角θ即对应需要调整的无功功率。
[0101]
在本发明的一些实施例中，对网侧输出电压矢量角θ和网侧输出电压矢量幅值um进行空间向量变化，以得到网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
，包括以下步骤：
[0102]
对网侧输出电压矢量角θ和网侧输出电压矢量幅值um进行坐标变化，得到第一调制参数和第二调制参数；
[0103]
对第一调制参数和第二调制参数进行2/3变换得到网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
。
[0104]
参考图2，网侧输出电压矢量角θ和网侧输出电压矢量幅值um是电网侧三相全控变流器中功率模块工作的主要依据，这里对网侧输出电压矢量角θ和网侧输出电压矢量幅值um进行了坐标变化，得到电网侧输出电压在两相静止坐标系下的α、β值，再对α、β进行2/3变换即可得到三相调制波v
ref_a
、v
ref_b
、v
ref_c
，进而可以利用v
ref_a
、v
ref_b
、v
ref_c
来电网侧三相全控变流器的各相中功率模块工作状态，以达到调节输出功率、频率的效果。
[0105]
这里对风机侧的三相全控变流器进行一个简述。
[0106]
参考图3，对实际电压值u
sdc
和额定电压值u
sdc_ref
进行减法运算得到差值，并对该差值进行pi调节后可以得到有功电流给定值i
dref
。利用有功电流给定值i
dref
和实际有功电流值i
s1d
和实际无功电流值i
s1q
便可以计算出d轴分量。利用实际无功电流值i
s1q
和无功电流给定值i
qref
则可以快速的计算出q轴分量。图3中ed和eq为预设的给定电压d分量和给定电压q分量，实际有功电流值i
s1d
在与eq进行减法运算前，会经过一次变换，实际无功电流值i
s1q
在与ed进行减法运算前，同样会经过一次变换。
[0107]
得到d轴分量和q轴分量后，进行坐标变化，得到电网侧输出电压在两相静止坐标系下的α、β值，再对α、β进行2/3变换即可得到风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
，并根据风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
调整二极管不控整流器风机侧的运行。这里说明，d轴分量和q轴分量本身不具备频率特性，这里在进行坐标变换时，使用风力发电机110输出侧电压的相角θ进行坐标变换。
[0108]
根据本发明第二方面实施例的二极管不控整流器控制系统，包括：网侧幅值计算单元、网侧矢量角计算单元、网侧调制波生成单元、风机侧分量计算单元、风机侧调制波生成单元。
[0109]
网侧幅值计算单元,用于获取电网侧的实际有功功率pg并根据实际有功功率pg和预设的给定有功功率p
ref
计算出有功幅值差值，用于根据有功幅值差值、预设的虚拟转动惯量j和预设的虚拟阻尼系数d计算出网侧幅值增量，以及用于获取电网侧的交流电压的标幺化模值u0，根据标幺化模值u0和网侧幅值增量计算出网侧输出电压矢量幅值um；
[0110]
网侧矢量角计算单元，用于获取电网侧的实际无功功率q0并根据实际无功功率q0和预设的给定无功功率q
ref
计算出角速度增量，以及用于获取额定角速度ω1，根据额定角速度ω1和角速度增量计算出网侧输出电压矢量角θ；
[0111]
网侧调制波生成单元，用于对网侧输出电压矢量角θ和网侧输出电压矢量幅值um进行空间向量变化，以得到网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
，并根据网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
调整二极管不控整流器网侧的运行；
[0112]
风机侧分量计算单元，用于获取风机侧直流母线的实际电压值u
sdc
、实际有功电流值i
s1d
和实际无功电流值i
s1q
，并根据实际电压值u
sdc
、预设的额定电压值u
sdc_ref
、实际无功电流值i
s1q
和实际有功电流值i
s1d
计算出d轴分量，以及根据实际无功电流值i
s1q
、实际有功电流值i
s1d
和预设的无功电流给定值i
qref
计算出q轴分量；
[0113]
风机侧调制波生成单元，用于对d轴分量和q轴分量进行反dq向量变化，得到风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
，并根据风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
调整二极管不控整流器风机侧的运行。
[0114]
参考图2，当电网侧的实际有功功率pg出现波动时，则会与给定有功功率p
ref
产生偏差，该偏差经过第一pi调节单元后即输出有功幅值差值，此时则需要对该有功幅值差值进行修正。修正过程中基于虚拟转动惯量j和虚拟阻尼系数d分别积分和反馈运算，从而可以得到网侧幅值增量，该网侧幅值增量通过与电网侧的交流电压的标幺化模值u0进行加法运算即可得到最终需要调节到的网侧输出电压矢量幅值um。利用网侧输出电压矢量幅值um便可以完成对电网侧的有功功率输出的调节。
[0115]
参考图2，当电网侧的实际无功功率q0出现波动时，则会与给定无功功率q
ref
产生偏差，该偏差经过滞环死区控制以及与比例系数kq的乘法运算后可以得到角速度增量，该角速度增量通过与额定角速度ω0进行进一步运算，即可得到网侧输出电压矢量角θ。利用网侧输出电压矢量角θ便可以完成对电网侧的无功功率输出的调节。
[0116]
参考图2，为了完成对图1种电网侧的三相全控变流器的控制，则需要将网侧输出电压矢量角θ和网侧输出电压矢量幅值um进行空间向量变化，以得到网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
，之后便可以利用网侧三相调制波v
ref_ar
、v
ref_br
、v
ref_cr
调整电网侧的三相全控变流器运行。
[0117]
图3所示为风机侧的三相全控变流器的控制策略。获取风机侧直流母线的实际电压值u
sdc
、实际有功电流值i
s1d
和实际无功电流值i
s1q
后，可以根据实际电压值u
sdc
、额定电压值u
sdc_ref
和实际有功电流值i
s1d
计算出d轴分量，同时可以根据实际无功电流值i
s1q
和预设的无功电流给定值i
qref
计算出q轴分量。之后，再对d轴分量和q轴分量进行反dq向量变化，即可得到风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
，利用风机侧三相调制波v
ref_al
、v
ref_bl
、v
ref_cl
调整风机侧的三相全控变流器运行。
[0118]
根据本发明实施例的二极管不控整流器控制系统，通过网侧输出电压矢量幅值来改变风力发电机110对海上电网的有功功率输出，通过网侧输出电压矢量角来改变风力发电机110对海上电网的无功功率输出，相较于传统的控制方式而言，能保证风力发电机110与海上风电场电网之间的功率有效交互，特别适合基于二极管不控整流的海上直流输电系统。此外，通过利用虚拟惯量控制原理，可以有效的抑制电网频率快速变化。
[0119]
根据发明第三方面实施例的计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行上述的二极管不控整流器控制方法。
[0120]
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储介质可以便于计算机可执行指令的存储和转移。
[0121]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0122]
尽管上述结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施
例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。