一种永磁风力发电系统的pwm并网逆变器控制方法
【专利摘要】本发明公开一种永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，包括：将采集的直流电流与预设电流比较，得到误差电流；将所述误差电流经过调节与同步信号相乘，得到并网逆变器网侧电流指令信号；将并网逆变器网侧电流与所述电流指令信号调节后产生控制并网逆变器的PWM脉冲；通过SVPWM中零矢量在每一个脉宽调制周期中的作用时间来调制所述PWM脉冲。本发明能够减小网侧逆变器输出电流中的谐波，降低输出波形畸变，实现有功和无功的解耦控制，提高整个系统的稳定性和高效性。
【专利说明】
-种永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力技术控制领域，特别是涉及一种永磁风力发电系统的PWM并网逆 变器控制方法。
【背景技术】
[0002] 光伏、风力等并网发电系统主要由光伏阵列、风机和并网逆变器等组成，在可调度 式系统中，还会配备蓄电池作为储能设备。并网发电系统通过配合容量适合的逆变器接到 公共电网上，在白天日照充足情况下，出了提供本地负载，多余点了可以提供给公共电网， 夜间或阴天情况，本地负载则直接从电网获取所需电能。
[0003] 结合PWM控制技术的逆变器称为PWM逆变器，PWM逆变器经过30多年的探索和研究， 取得了很大的进展，其主电路从早期的半控型器件桥路发展到如今的全控型器件桥路;其 拓扑结构从单相、三相电路发展到多相组合及多电平拓扑电路;PWM开关控制由单纯的硬件 开关调制发展到软开关调制，功率等级也从千瓦级发展到兆瓦级，随着PWM逆变器技术的发 展，已经设计出多种PWM逆变器，具体有如下几种类型：
[0004 ]按照电网相数分类:单相电路，三相电路，多相电路；
[0005] 按照PWM开关调制分类:硬开关调制，软开关调制；
[0006] 按照桥路结构分类:半桥结构，全桥结构；
[0007] 按照调制电平分类:二电平，三电平电路，多电平电路；
[0008] 根据直流储能元件的不同，PWM逆变器又分为电压型PWM逆变器和电流型PWM逆变 器。电压型、电流型PWM逆变器，无论是在主电路结构、PWM信号发生以及控制策略等方面均 有各自的特点，并且两者间存在电路上的对偶性。其他分布方法就主电路拓扑结构而言，均 可归类于电流型或电压型PWM逆变器。
[0009] 并网逆变器是并网系统的很重要的一个部分，它分电压源型和电流源型两种。电 压源型PWM并网逆变器技术比较成熟，由于其很好的双向并网逆变能力，因而被广泛的应用 于并网发电中。但电压型并网逆变器工作的直流侧电压必须高于电网电压峰值且保持恒值 不变，所以中间要加升压斩波器，这样无疑会增加系统成本，并降低系统的效率。而三相电 流型PWM并网逆变器无需升压电路，直接利用电流型PWM并网逆变器自身特点即可解决直流 侧电压低的并网问题，提高了系统效率，节约了成本。
[0010] 电流型PWM逆变器的控制策略包括：
[0011] 1)间接电流控制
[0012] 间接电流控制的基本思路是通过控制逆变器输入电压基波的幅值和相位，间接的 控制输出电感电流，使得交流侧输出相电流与交流侧相电压保持同相位，因此又称为幅值 相位控制。
[0013] 间接电流控制的优点是控制结构简单、无需电流传感器，并且具有良好的开关特 性，静态特性良好，便于微机实现。且缺点是动态响应慢，且对系统参数变化灵敏，动态过程 中存在直流电流偏移。
[0014] 电流型PWM逆变器的间接电流控制，是指通过控制逆变器交流侧电容电压或交流 输出电流的幅值和相位，从而间接控制电流型PWM逆变器的网侧电流。电流型PWM逆变器交 流输出电流的基波分量是SPWM调制信号的线性放大，应用SPWM技术，通过对调制信号的控 制就可以实现对逆变器输出电流相位和幅值的调节，然后通过交流侧LC滤波器滤波作用， 就可以实现逆变器的间接电流控制，达到网侧单位功率因数。当然，为了稳定输入直流电 流，间接电流控制还需要引入电流闭环反馈。
[0015] 2)直接电流控制
[0016] 直接电流控制是一种电流瞬态跟踪控制方法，由运算求出交流侧电流指令信号， 再引入交流侧电流反馈，通过对交流侧电流的直接控制使其跟踪指令电流值。这种控制方 式具有电流内环和电压外环的双环控制结构;在电流内环中，通过对功率因数角的控制可 实现对无功功率的控制。在电压外环中，对直流电流的控制则是通过调节交流电流的参考 幅值来实现的。外环电压稳定与否取决于内环电流能否快速准确地跟踪电流给定。由于这 种控制方式能有效地跟踪负载电压的变化，具有动态性能好，限流容易，电流控制精度高等 优点，受到广泛关注，并先后研究出各种不同的控制方案，主要包括由PID控制，预测电流控 制，滑模变结构控制，极点配置，二次型最优控制，非线性状态反馈控制，模糊控制等方式。 但他们的共同特点是需要对控制变量解耦，计算量大，实现困难，而且对状态变量的检测需 要两个电流传感器，有的还需要交流电动势传感器和电容电压传感器，成本较高。
[0017]电流型PWM逆变器的调制方式
[0018] i)spmi技术
[0019] SPWM技术是将正弦波调制信号与频率固定的三角载波信号相比较，交点作为开关 点，得到一系列幅值相等，宽度不等的高频脉冲序列，经过逆变器的功率放大后，能够准确 地再现调制波信息，SPWM具有优良的传输特性、优化的频谱分布，成为当今调制技术的基本 方式。
[0020] 电流型逆变器SPWM调制技术是在传统的二逻辑双极性SPWM调制技术的基础上，通 过一定的矩阵运算转化为三逻辑PWM波形，这种三逻辑信号也充分体现调制波的信息，并且 咋高频和低频的情况下都是解耦的，可以用来控制主电路开关的开通与关断，从而达到控 制交流侧电流的目的。
[0021] 随着新型电力电子器件、数字信号处理器以及现代控制理论的发展，现代交流调 速技术得到了强劲的发展。由于永磁同步电机具有尺寸小、质量轻、高性能和高效节能等优 点，在现实生活中得到了广泛的应用，因此永磁同步电机驱动系统的研究具有重要的实际 意义。
[0022] 作为交流电机的一种控制方式，矢量控制技术有控制精度高，动态特性好等方面 的优点，近年来发展较快。电压空间矢量PWM技术(SVPWM)将逆变器与电动机视为一体，由其 控制的交流电机驱动系统具有输出转矩脉动低、直流电压利用率高、开关损耗小等优点，适 合高性能电机驱动系统。
[0023] 矢量控制的关键是静止坐标轴与旋转坐标轴系之间的坐标变换，而两坐标轴系之 间的变换的关键是找到两坐标轴之间的夹角。目前，较为成熟的矢量变换控制方法有转子 磁场定向矢量变换控制、定子磁场定向矢量变换控制、滑差频率矢量控制等。受到矢量控制 的启发，近年来又派生出诸如多变量解耦控制、变结构滑膜控制等控制方法。
[0024] 传统的正弦脉宽调制(SPWM)技术是从电源的角度出发的，其着眼点是如何生成一 个可以调频调压的三相对称正弦波电源。常规SPWM法已经被广泛地应用于逆变器中，然而 常规SPWM不能充分利用馈电给逆变器的直流电压，逆变器最大相电压基波幅值与逆变器直 流电压比值为1/2,即逆变器输出相电压峰值最大为0.5Ud(Ud为逆变器的直流电压），直流利 用率低。John采用谐波失真的方法来增加三相P丽逆变器的输出电压，可以使P丽逆变器最 大相电压基波幅值增加约15%，但该方法的效果并不理想，因此它的实际应用受到很大的 限制。
[0025] 此外，SPWM逆变器是基于调节脉冲宽度和间隔来实现接近于正弦波的输出电流， 这种调节会产生某些高次谐波分量，引起电机发热，转矩脉动过大甚至会造起系统振荡。一 些学者在此基础上提出了选择谐波消除法和梯形脉宽调制法(TPWM)，但指定谐波消除法运 算量大，且占用相当大的内存，实现起来比较困难;TPWM逆变器输出波形中谐波分量比SPWM 逆变器还多，结果并不理想。而且，传统的高频三角波与调制波比较生成PWM波的方式适合 模拟电路，不适应于现代化电力电子技术数字化的发展趋势。因此，常规SPWM法不能适应高 性能全数字控制的交流伺服驱动系统的发展趋势。
[0026] 80年代中期，德国学者H.W.Van Der Broek等在交流电机调速中提出了磁链轨迹 控制的思想，在此基础上进一步发展产生了电压空间矢量脉宽调制（Space-Vector Pulse-Width Modulation，简写为SVPWM)的概念。SVPWM，又称磁链追踪型PWM法，它是从电动机的 角度出发，其着眼点是如何使电机获得圆磁场。具体地说，它是以三相对称正弦波电压供电 下三相对称电动机定子理想磁链圆为基准，由三相逆变器不同开关模式下所形成的实际磁 链矢量来追踪基准磁链圆，在追踪的过程中，逆变器的开关模式作适当的切换，从而形成 PWM 波。
[0027] 采用空间矢量PWM(SVPWM)算法可使逆变器输出线电压幅值最大达到Ud，比常规 SP丽法提高了约15.47%。并且，由于SVP丽有多种调制方式，所以SVP丽控制方式可以通过 改变其调制方式来减少逆变器功率器件开关次数，从而降低功率器件的开关损耗，提高控 制性能。在同样的采样频率下，采用开关损耗模式SVPWM法的逆变器的功率器件开关次数比 采用常规SVPWM法逆变器的功率器件开关次数减少了 1/3,大大降低了功率器件的开关损 耗。SVPWM实质是一种基于空间矢量在三相正弦波中注入了零序分量的调制波进行规则采 样的一种变形SPWM，是具有更低的开关损耗的SPWM改进型方法，是一种优化的PWM方法，能 明显减少逆变器输出电流的谐波成分及电机的谐波损耗，降低电机的脉动转矩，且SVPWM其 物理概念清晰，控制算法简单，数字化实现非常方便，故目前有替代传统SPWM法的趋势。
[0028] 而随着智能型高速微控制芯片的发展、指令周期的缩短、计算功能的增强及存储 容量的增加，使得数字化PWM有了更广阔的应用前景。因此，近些年来电压矢量脉宽调制技 术得到了快速地发展，在电气传动的许多方面得到了广泛的应用。
[0029] 1、电压空间矢量PWM法最早是被应用于交流变频调速系统中，采用SVPWM模式的交 流变频调速系统较之采用常规SPWM模式的交流调速系统，不仅电机转矩脉动减小了，馈电 给逆变器的直流电压利用率提高了；同时定子相电流更接近于正弦波，谐波更少，且采用 SVPWM模式的交流变频调速系统其动态性能非常优良。
[0030] 2、目前电压空间矢量PWM法广泛应用在有源滤波器中，它把三相变流器作为一个 整体来控制，很好地协调了 PWM主电路各相间的相互作用。这种控制策略可有效地跟踪指令 电流，抑制了负载谐波，显著减小了电源侧电流的电流总畸变率，是一种有效的电流跟踪控 制方案。
[0031] 3、电压空间矢量PWM法应用于整流控制系统中，系统具有良好的动态性能，易于数 字化实现，既能实现高功率因数，又能使能量双向流动。其最突出的优势是直流利用率较之 常规的SPWM控制方法提高了约15.47%，而且，不同的调制方法将使开关损耗得到不同程度 的减小。正是基于上述优点，空间矢量PWM法越来越广泛地应用于整流控制系统中。
[0032]三相并网逆变器一般由三相全桥电路实现，三个桥臂中的每个桥臂由2个功率器 件串联，中间连接处作为三相电压输出端，通过控制6个功率器件的开通与关断时刻，实现 对三相输出电压或三相输出电流的实时控制。目前使用较为广泛的是SVPWM方法，该方法在 每一个开关周期内都要对每个功率器件完成2次开关切换(定义功率器件从开通切换懂啊 关断，或从关断切换懂啊开通，为1次开关切换），而功率器件没一次开关切换都会造成一定 的功率损耗。当开关频率较低时，功率器件开关损耗可以忽略，但较低的开关频率会造成三 相电压或电流输出波形含有较多的谐波含量，影响波形正弦度的同时，也增加了滤波电流 的负担与成本。
[0033]为了追求谐波两较小的输出电压和输出电流，一般需要提高开关频率，但显然会 带来较大的功率器件开关损耗，导致三相并网逆变器转换效率降低。为了进一步提高开关 频率，降低开关损耗，现有技术中有采用不连续调制技术实现了在三相多电平逆变器上开 关损耗的降低。另一种方案中，将不连续调制应用到有源滤波器上取得了较好的控制效果。 还有一种方案是提出了应用于三相两电平逆变器上的统一型不连续调制技术。上述方案都 采用在基本正弦波参考电压基础上注入不同德零序分量实现，且每个桥臂开关在一个基波 周期内的不动作区间为120°。
[0034] SVPWM是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六个功率 开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽可能接近于理想 的正弦波形。空间电压矢量PWM于传统的正弦PWM不同，它是从三相输出电压的整体效果出 发，着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。SVPWM技术与SPWM相比较，绕组电流波形的 谐波成分小，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更逼近圆形，而且使直流母线电压的利用率 有了很大提高，且更易于实现数字化。
【发明内容】
[0035]本发明正是基于以上一个或多个问题，提供一种永磁风力发电系统的PWM并网逆 变器控制方法，用以解决现有技术中存在的网侧逆变器输出有功和无功的无法解耦的问 题。
[0036]所述永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，包括：
[0037] 将采集的直流电流与预设电流比较，得到误差电流；
[0038] 将所述误差电流经过调节与同步信号相乘，得到并网逆变器网侧电流指令信号；
[0039] 将并网逆变器网侧电流与所述电流指令信号调节后产生控制并网逆变器的PWM脉 冲；
[0040] 通过SVPWM中零矢量在每一个脉宽调制周期中的作用时间来调制所述PWM脉冲。 [0041] 进一步的，所述误差电流经过电流内环控制器调节与同步信号相乘，得到并网逆 变器网侧电流指令信号；
[0042] 所述电流内环控制器的积分比例因子为：
[0043] KP = 2KP?RC；
[0044] 其中:K_为单相并网逆变器的PWM比例增益系数，R为电流内环电阻，C为电流内环 电容。
[0045]进一步的，所述并网逆变器网侧电流与所述电流指令信号经过电流外环控制器调 节形成并网逆变器的PWM脉冲；
[0046] 所述电流外环控制器为PI调节器；
[0047] 所述PI调节器的比例系数为：
[0048]所述PI调节器的超前时间系数为：
[0049] 进一步的，所述通过SVPWM中零矢量在每一个脉宽调制周期中的作用时间来调制 所述PWM脉冲，包括：
[0050] 建立静止坐标系下带零序分量的并网逆变器数学模型；
[0051 ]将所述静止坐标系下的并网逆变器数学模型通过坐标变换，得到旋转坐标系下的 并网逆变器数学模型；
[0052] 由六个零矢量将逆变器的一个脉宽调制周期分成六个扇区；
[0053] 确定各扇区零矢量的作用时间；
[0054] 根据所述各扇区零矢量的作用时间来调制所述PWM脉冲。
[0055] 进一步的，所述静止坐标系下带零序分量的并网逆变器数学模型为：
[0057] 其中，da、db、dc为并网逆变器的A、B、C相上桥臂导通的占空比，d a、db、dc为并网逆变 器的输出电流，ea、db、dc为电网电压，L为滤波器。
[0058]进一步的，所述旋转坐标系下的并网逆变器数学模型为：
[0060]进一步的，所述静止坐标系下带零序分量的并网逆变器数学模型为：
[0062] 其中，da、db、dc为并网逆变器的A、B、C相上桥臂导通的占空比，d a、db、dc为并网逆变 器的输出电流，eudbA为电网电压，L为滤波器，I3X1为单位矩阵。
[0063]进一步的，所述旋转坐标系下的并网逆变器数学模型为：
[0065] 进一步的，所述坐标变换采用Clarke变换、Park变换或者Park逆变换中的一种。 [0066]进一步的，所述永磁同步风力发电机系统包括：电机，速度PI调节器，电流PI调节 器，坐标变换模块，SVPWM模块，整流和逆变模块，以及位置与速度检查模块。
[0067]本发明提供的一种永磁风力发电系统的PW并网逆变器控制方法，通过并网逆变器 在PWM周期中上桥臂全通的占空比，控制电流双环控制环流，并网逆变器采用电网电压定向 的矢量控制，通过SVPWM中零矢量在每一个脉宽调制周期中的作用时间来调制所述PWM脉 冲，实现d、q轴电流解耦控制，使d轴电流控制有功功率，q轴电流控制无功功率。从而减小网 侧逆变器输出电流中的谐波，降低输出波形畸变，实现有功和无功的解耦控制，提高整个系 统的稳定性和高效性。
【附图说明】
[0068]图1是本发明实施例一的永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法的流程图； [0069]图2是本发明实施例二的永磁风力发电系统结构示意图；
[0070]图3是本发明实施例二的电流内环环控制器的电流环等效框图；
[0071]图4是本发明实施例二的电流外环控制器的电流环等效框图。
【具体实施方式】
[0072]下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本 发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
[0073] 实施例一
[0074] 本发明实施例一提供一种永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，如图1所 示，该方法包括：
[0075] 101、将采集的直流电流与预设电流比较，得到误差电流；
[0076] 102、将所述误差电流经过调节与同步信号相乘，得到并网逆变器网侧电流指令信 号；
[0077] 本实施例中，所述误差电流经过电流内环控制器调节与同步信号相乘，得到并网 逆变器网侧电流指令信号；
[0078] 所述电流内环控制器的积分比例因子为：
[0079] KP = 2KP?RC；
[0080] 其中:K_为单相并网逆变器的PWM比例增益系数，R为电流内环电阻，C为电流内环 电容。
[0081] 103、将并网逆变器网侧电流与所述电流指令信号调节后产生控制并网逆变器的 PWM脉冲；
[0082]本实施例中，所述并网逆变器网侧电流与所述电流指令信号经过电流外环控制器 调节形成并网逆变器的PWM脉冲；
[0083] 所述电流外环控制器为PI调节器；
[0084] 所述PI调节器的比例系数为：
[0085]所述PI调节器的超前时间系数为：
[0086] 104、通过SVPWM中零矢量在每一个脉宽调制周期中的作用时间来调制所述PWM脉 冲。
[0087] 该步骤具体包括：
[0088] 1041、建立静止坐标系下带零序分量的并网逆变器数学模型；
[0089] 其中，所述静止坐标系下带零序分量的并网逆变器数学模型可以为：
[0091] 其中，da、db、dc为并网逆变器的A、B、C相上桥臂导通的占空比，ia、db、dc为并网逆变 器的输出电流，ea、db、dc为电网电压，L为滤波器。
[0092 ]所述静止坐标系下带零序分量的并网逆变器数学模型也可以为：
[0094] 其中，da、db、dc为并网逆变器的A、B、C相上桥臂导通的占空比，d a、db、dc为并网逆变 器的输出电流，eudbA为电网电压，L为滤波器，I3X1为单位矩阵。
[0095] 1042、将所述静止坐标系下的并网逆变器数学模型通过坐标变换，得到旋转坐标 系下的并网逆变器数学模型；
[0096] 其中，所述坐标变换采用Clarke变换、Park变换或者Park逆变换中的一种。
[0097]所述旋转坐标系下的并网逆变器数学模型可以为：
[0099 ]所述旋转坐标系下的并网逆变器数学模型也可以为：
[0101] 1043、由六个零矢量将逆变器的一个脉宽调制周期分成六个扇区；
[0102] 1044、确定各扇区零矢量的作用时间；
[0103] 1045、根据所述各扇区零矢量的作用时间来调制所述PWM脉冲。
[0104] 假定并网逆变器上桥臂全通的作用时间为KT，dz为零矢量占空比，则:dz = da+db+de = (^+2(12+31如果各个并网逆变器期望的合成矢量一样，即认为占空比d^cb-样，则这两 个并网逆变器的零矢量占空比之差为：
[0105] 其中，ki、k2为各并网逆变器在PWM周期中上桥臂全通的占空比。因此可通过控制 h-k2来控制环流。并网逆变器采用电网电压定向的矢量控制，将电网电压的合成矢量定在 dq旋转坐标系的d轴上，这样实现了d、q轴电流解耦控制，使d轴电流控制有功功率，q轴电流 控制无功功率。
[0106] 本发明提供的一种永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，通过并网逆变 器在PWM周期中上桥臂全通的占空比，控制电流双环控制环流，并网逆变器采用电网电压定 向的矢量控制，通过SVPWM中零矢量在每一个脉宽调制周期中的作用时间来调制所述PWM脉 冲，实现d、q轴电流解耦控制，使d轴电流控制有功功率，q轴电流控制无功功率。从而减小网 侧逆变器输出电流中的谐波，降低输出波形畸变，实现有功和无功的解耦控制，提高整个系 统的稳定性和高效性。
[0107] 实施例二
[0108] 本发明实施例二提供一种永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，该方法 应用于如图2所示的永磁风力发电系统中，参见图2,该系统包括:电机，速度PI调节器，电流 PI调节器，坐标变换模块，SVPWM模块，整流和逆变模块，以及位置与速度检查模块。
[0109] 系统的具体控制过程为:通过电流采样电路对逆变器直流电流进行采样，并将采 集的直流电流与预设电流比较，得到误差电流;经过电流内环控制器调节后输出并网逆变 器网侧电流指令信号;将并网逆变器网侧电流与所述电流指令信号经过电流外环控制器调 节形成并网逆变器的PffM脉冲;通过SVPWM中零矢量在每一个脉宽调制周期中的作用时间来 调制所述PWM脉冲。
[0110] 其中，电流内环控制器的电流环等效框图如图3所示，电流内环控制器的积分比例 因子为：
[0111] KP = 2KP?RC；
[0112] 其中:K_为单相并网逆变器的PWM比例增益系数，R为电流内环电阻，C为电流内环 电容。
[0113] 电流外环控制器的电流环等效框图如图4所示，电流外环控制器为PI调节器；
[0114] 所述PI调节器的比例系数为：
[0115] 所述PI调节器的超前时间系数为：
[0116] 对控制器PI参数的整定，可以按照先内环后外环的原则，先断开速度环，调整电流 控制器的参数;然后把包括电流环在内的系统看成控制对象，调整速度控制器的参数。若对 结果不满意，可再反复调整电流控制器和速度控制器的参数。
[0117] 其中，静止坐标系下带零序分量的并网逆变器数学模型可以为：
[0119] 其中，da、db、dc为并网逆变器的A、B、C相上桥臂导通的占空比，i a、db、dc为并网逆变 器的输出电流，ea、db、d c为电网电压，L为滤波器。
[0120] 可采用Clarke变换、Park变换或者Park逆变换中的一种将静止坐标系下的并网逆 变器数学模型通过坐标变换，得到旋转坐标系下的并网逆变器数学模型。
[0121] 所述旋转坐标系下的并网逆变器数学模型可以为：
[0123]本实施例中，由六个零矢量将逆变器的一个脉宽调制周期分成六个扇区；通过如 下所示的通用时间分配变量X，Y，Z:
[0125]合成空间电压矢量所需非零矢量的作用时间1T、2T与X、Y、Z的对应关系如下表所 不。
[0127] 其中，ThhS相邻非零矢量的作用时间。
[0128] 最后，根据所述各扇区零矢量的作用时间来调制所述PWM脉冲。
[0129] 以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本 发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的 技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，所述方法包括： 将采集的直流电流与预设电流比较，得到误差电流； 将所述误差电流经过调节与同步信号相乘，得到并网逆变器网侧电流指令信号； 将并网逆变器网侧电流与所述电流指令信号调节后产生控制并网逆变器的PWM脉冲； 通过SVPWM中零矢量在每一个脉宽调制周期中的作用时间来调制所述PWM脉冲。2. 如权利要求1所述的永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，所 述误差电流经过电流内环控制器调节与同步信号相乘，得到并网逆变器网侧电流指令信 号； 所述电流内环控制器的积分比例因子为： Kp = 2KpmRC ； 其中：Kpwm为单相并网逆变器的PWM比例增益系数，R为电流内环电阻，C为电流内环电 容。3. 如权利要求1所述的永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，所 述并网逆变器网侧电流与所述电流指令信号经过电流外环控制器调节形成并网逆变器的 PWM脉冲； 所述电流外环控制器为PI调节器； 所述PI调节器的比例系数为：所述PI调节器的超前时间系数为4. 如权利要求1所述的永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，所 述通过SVPWM中零矢量在每一个脉宽调制周期中的作用时间来调制所述PWM脉冲，包括： 建立静止坐标系下带零序分量的并网逆变器数学模型； 将所述静止坐标系下的并网逆变器数学模型通过坐标变换，得到旋转坐标系下的并网 逆变器数学模型； 由六个零矢量将逆变器的一个脉宽调制周期分成六个扇区； 确定各扇区零矢量的作用时间； 根据所述各扇区零矢量的作用时间来调制所述PWM脉冲。5. 如权利要求4所述的永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，所 述静止坐标系下带零序分量的并网逆变器数学模型为：其中，da、db、dc为并网逆变器的A、B、C相上桥臂导通的占空比，d a、db、dc为并网逆变器的 输出电流，ea、db、dc为电网电压，L为滤波器。6. 如权利要求5所述的永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，所 述旋转坐标系下的并网逆变器数学模型为：7. 如权利要求4所述的永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，所 述静止坐标系下带零序分量的并网逆变器数学模型为：其中，da、db、dc为并网逆变器的A、B、C相上桥臂导通的占空比，d a、db、dc为并网逆变器 的输出电流，ea、db、dc为电网电压，L为滤波器，I3X1为单位矩阵。8. 如权利要求7所述的永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，所 述旋转坐标系下的并网逆变器数学模型为：9. 如权利要求1所述的永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，所 述坐标变换采用Clarke变换、Park变换或者Park逆变换中的一种。10. 如权利要求1所述的永磁风力发电系统的PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，所 述永磁同步风力发电机系统包括：电机，速度PI调节器，电流PI调节器，坐标变换模块， SVPWM模块，整流和逆变模块，以及位置与速度检查模块。
【文档编号】H02J3/38GK105958853SQ201510942822
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年12月16日
【发明人】郭利辉, 王红玲
【申请人】许昌学院