变桨驱动器及其控制方法与流程

本发明涉及变桨驱动器，尤其涉及一种变桨驱动器及其控制方法。

背景技术：

1、风电变桨系统需要获取电网三相电作为系统供电来源。三相电通过晶闸管整流后产生直流母线电压，提供给变桨电机运行，同时给超级电容充电。

2、三相电网在恶劣条件下伴随有幅值较大的电网谐波，对整流元器件的工作产生不良影响，容易造成元器件的加速老化和损坏。同时，也会造成整流后的直流母线电压波动，使电机运行和电容充电控制不稳定。

3、而且，传统的变桨驱动器不能进行电网谐波检测，当异常的电网谐波发生时，只能通过高规格的元器件去硬抗。

4、因此，如何对变桨驱动器进行电网谐波检测，以在电网谐波发生异常时有效保护变桨驱动器，减少设备故障率，增加设备使用寿命，节约成本，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种变桨驱动器及其控制方法，以实现对变桨驱动器进行电网谐波检测，从而在电网谐波发生异常时有效保护变桨驱动器，减少设备故障率，增加设备使用寿命，节约成本。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、本发明实施例第一方面公开了一种变桨驱动器的控制方法，所述方法包括：

4、采集三相电网的线电压；

5、根据所述线电压，确定当前电网谐波的幅值和含量；

6、根据所述当前电网谐波的幅值和含量，判断所述当前电网谐波是否处于正常状态，当所述当前电网谐波处于非正常状态时，控制所述变桨驱动器执行保护措施，并当所述当前电网谐波处于正常状态时，控制执行保护措施中的变桨驱动器恢复正常运行状态。

7、可选的，所述根据所述线电压，确定当前电网谐波的幅值和含量，包括：

8、通过锁相环对所述线电压进行处理，得到直流分量电压；

9、利用带通滤波器对所述直流分量电压进行处理，得到处理后的直流分量电压；

10、基于所述处理后的直流分量电压，计算当前电网谐波的幅值和含量。

11、可选的，所述通过锁相环对所述线电压进行处理，得到直流分量电压，包括：

12、通过clarke变换，将所述线电压转换为静止坐标系下的α轴电压和β轴电压；

13、根据所述α轴电压和所述β轴电压，计算静止合成矢量；

14、通过park变换，将所述α轴电压和所述β轴电压转换为旋转坐标系下处于预设角度时的直流分量电压，所述直流分量电压包括d轴电压和q轴电压，所述预设角度为当前电网的相位角。

15、可选的，还包括：

16、根据所述直流分量电压，计算旋转合成矢量；

17、通过pi调节，将所述旋转合成矢量作为输入值，所述静止合成矢量作为目标值，得到所述当前电网的相位角，将所述相位角作为输出值。

18、可选的，所述利用带通滤波器对所述直流分量电压进行处理，得到处理后的直流分量电压，包括：

19、通过高通滤波器滤除所述直流分量电压，并通过低通滤波器保留所述直流分量电压中处于预设频率下的滤波，得到处理后的直流分量电压。

20、可选的，所述基于所述处理后的直流分量电压，计算当前电网谐波的幅值和含量，包括：

21、将所述旋转合成矢量作为当前电网谐波的幅值；

22、根据所述当前电网谐波的幅值和所述静止合成矢量，计算所述当前电网谐波的含量。

23、可选的，所述根据所述当前电网谐波的幅值和含量，判断所述当前电网谐波是否处于正常状态，包括：

24、当所述当前电网谐波的含量超过第一预设百分比，且持续时间超过预设时间阈值时，确定所述当前电网谐波处于非正常状态；

25、当所述当前电网谐波的含量低于第二预设百分比，且持续时间超过预设时间阈值时，确定所述当前电网谐波处于正常状态。

26、可选的，所述控制所述变桨驱动器执行保护措施，包括：

27、控制整流器关闭和变桨电机收浆；

28、在所述整流器关闭后，控制所述变桨电机利用超级电容电量进行收浆，使所述变桨驱动器和风机均处于安全状态。

29、本发明实施例第二方面公开了一种变桨驱动器，包括：线电压采集模块、谐波检测模块、控制器、整流器、超级电容和变桨电机；其中，

30、所述线电压采集模块的输入端与三相电网连接，用于采集三相电网的线电压；

31、所述线电压采集模块的输出端分别连接所述谐波检测模块和所述控制器，用于将所述三相电网的线电压输出至所述谐波检测模块和所述控制器；

32、所述谐波检测模块与所述控制器连接，用于对所述三相电网的线电压进行谐波检测，将得到的谐波检测结果输出至所述控制器；

33、所述整流器的输入端与所述三相电网连接，所述整流器的输出端分别连接所述超级电容和所述变桨电机；

34、所述控制器分别与所述整流器、所述超级电容和所述变桨电机连接，所述整流器、所述超级电容和所述变桨电机受控于所述控制器；

35、所述控制器用于根据所述谐波检测结果控制所述变桨驱动器执行如本发明实施例第一方面中任一项所述的保护措施或控制执行保护措施中的变桨驱动器恢复正常运行状态。

36、可选的，还包括：电压转换模块；

37、所述电压转换模块的输入端与所述三相电网连接，输出端连接所述控制器，用于将所述线电压转换成电压。

38、基于上述本发明实施例提供的一种变桨驱动器及其控制方法，所述方法包括：采集三相电网的线电压；根据所述线电压，确定当前电网谐波的幅值和含量；根据所述当前电网谐波的幅值和含量，判断所述当前电网谐波是否处于正常状态，当所述当前电网谐波处于非正常状态时，控制所述变桨驱动器执行保护措施，并当所述当前电网谐波处于正常状态时，控制执行保护措施中的变桨驱动器恢复正常运行状态。在本方案中，根据采集的线电压，计算出当前电网谐波的幅值和含量，以实现对变桨驱动器进行电网谐波检测，确定当前电网谐波的异常情况，当当前电网谐波处于异常状态时，控制变桨驱动器执行保护措施，从而在电网谐波发生异常时有效保护变桨驱动器，减少设备故障率，增加设备使用寿命，节约成本。

技术特征：

1.一种变桨驱动器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述线电压，确定当前电网谐波的幅值和含量，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过锁相环对所述线电压进行处理，得到直流分量电压，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用带通滤波器对所述直流分量电压进行处理，得到处理后的直流分量电压，包括：

6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述处理后的直流分量电压，计算当前电网谐波的幅值和含量，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前电网谐波的幅值和含量，判断所述当前电网谐波是否处于正常状态，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述变桨驱动器执行保护措施，包括：

9.一种变桨驱动器，其特征在于，包括：线电压采集模块、谐波检测模块、控制器、整流器、超级电容和变桨电机；其中，

10.根据权利要求9所述的变桨驱动器，其特征在于，还包括：电压转换模块；

技术总结
本发明提供一种变桨驱动器及其控制方法，该方法包括：采集三相电网的线电压；根据线电压，确定当前电网谐波的幅值和含量；根据当前电网谐波的幅值和含量，判断当前电网谐波是否处于正常状态，当当前电网谐波处于非正常状态时，控制变桨驱动器执行保护措施，并当当前电网谐波处于正常状态时，控制执行保护措施中的变桨驱动器恢复正常运行状态。在本方案中，根据采集的线电压，计算出当前电网谐波的幅值和含量，以实现对变桨驱动器进行电网谐波检测，确定当前电网谐波的异常情况，当当前电网谐波处于异常状态时，控制变桨驱动器执行保护措施，从而在电网谐波发生异常时能够有效保护变桨驱动器，减少设备故障率，增加设备使用寿命，节约成本。

技术研发人员：陈伟,曹文斌,戴富坤
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15