一种永磁电机、风力发电机系统及其控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种永磁电机、风力发电机系统及其控制方法，所述永磁电机包括外电机和内电机构，其中：外定子、外绕组、外气隙、外永磁体和转子构成外电机；内定子、内绕组、内气隙、内永磁体和转子构成内电机；外电机和内电机在磁路上相互独立，外电机和内电机在电气上也互相独立。所述风力发电机系统以永磁电机和AC/DC、DC/DC和DC/AC变换器结构为基础，DC/DC变换器对前级AC/DC的输出直流电压进行从直流到直流的变换，该DC/DC变换器使用串联boost变换器。本发明通过提高发电机的功率和体积比(功率密度)来减小发电机的重量和体积,降低风力发电机组的成本，提高风电机组的可靠性。
【专利说明】—种永磁电机、风力发电机系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电【技术领域】，具体地，涉及一种以双定子-单转子结构的永磁电机和变流器拓扑结构为基础的风力发电机及其控制方法。
【背景技术】
[0002]海上风力发电的成本还比较高，这主要是由于海上风力发电的安装、运输和维护成本比陆上风力发电要高许多。如何简化风电机组的安装与运输，并且提高机组运行的可靠性是海上风力发电成本中比较重要的环节。
[0003]经检索，现有技术中:
[0004]文献1:Χ.P.Liu, H.Y.Lin, Z.Q.Zhu, C.F.Yang, S.H.Fang, and J.Guo, “A noveldual-stator hybrid excited synchronous wind generator, ” IEEE Transact1ns onIndustry Applicat1ns, vol.45, n0.3, pp.947-953，2009 ;该文献中提出了一种基于双定子-单转子的混合励磁的同步风力发电机，该方案通过双定子-单转子的结构使气隙磁场的调节能力得到了一定的提高。
[0005]文献 2:B.Hamadou, A.Masmoudi, 1.Abdennadher, and A.Masmoudi, “Design of asingle-stator dual-rotor permanent-magnet machine,，’IEEE Transact1ns on Magnetics, vol.45，n0.1, pp.1494-1497，2009 ;该文献中提出了一种单定子-双转子的永磁电机，也可以提高电机的功率密度。
[0006]文献[I]提出的技术主要侧重对气隙磁场的调节，尽管采用了双定子的结构，但是两个定子上的绕组是串联的，电气上耦合，可靠性不能很好满足海上风电的需求。文献
[2]提出的单定子-双转子的结构，定子上的两套绕组也设计为电-磁隔离，并能提高电机的功率密度和可靠性，但是在定子上需要安装额外的隔磁环，增加了制造的复杂性。而且，以上的方案集中的电机本体上，对与其配套的变流器并没有涉及。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种双定子-单转子结构的永磁电机和变流器结构，可以简化风电机组的安装与运输，并且提高机组运行的可靠性，从而降低风电机组的维护成本。
[0008]进一步的，本发明还提出了以所述永磁电机与变流器为基础的风力发电机系统及其控制方法，以适合风力发电的需求。
[0009]根据本发明的一个方面，提供一种双定子-单转子结构的永磁电机，所述永磁电机包括外电机和内电机，其中:夕卜定子、外绕组、夕卜气隙、外永磁体和转子构成一台独立的永磁电机，称为外电机；内定子、内绕组、内气隙、内永磁体和转子构成一台独立的永磁电机，称为内电机；转子厚度足够大使得转子上的磁通密度不过饱和，从而外电机和内电机在磁路上相互独立；外电机的外绕组和内电机的内绕组在电气上也无连接,从而外电机和内电机在电气上也互相独立。
[0010]本发明永磁电机上的磁路和两个定子上的绕组互相独立，不需要安装隔磁环，不但提高了电机的功率密度，还提高了可靠性，降低了生产和安装的难度。
[0011]根据本发明的第二方面，提供一种串联boost变换器，所述串联boost变换器至少包括第一子boost变换器和第二子boost变换器，其中:
[0012]第一子boost变换器由第一电容Cle、第一电感Le、第一可控电力电子开关Se、第一二极管De、第二电容C2e连接而成,其中:第一电感Le的一端和第一电容Cle的正端相连，另一端和第一可控电力电子开关Se的源级相连,第一电容Cle的负端与第一可控电力电子开关S6的发射级相连，第一二极管D6的阳级与第一可控电力电子开关S6的源级相连，第一二极管De的阴级与第二电容C2e的正端相连,第二电容C2e的负端与第一可控电力电子开关S6的发射级相连；
[0013]第二子boost变换器由第三电容Cl1、第二电感Lp第二可控电力电子开关Sp第二二极管D1、第四电容C2i连接而成，其中:第二电感1^的一端和第三电容Cli的正端相连，另一端和第二可控电力电子开关Si的源级相连，第三电容Cli的负端与第二可控电力电子开关Si的发射级相连，第二二极管Di的阳级与第二可控电力电子开关Si的源级相连，第二二极管0,的阴级与第四电容C2i的正端相连，第四电容C2i的负端与第二可控电力电子开关Si的发射级相连；
[0014]每个子boost变换器的输入为前级AC/DC变换器的输出，即Udele, Udeli，每个子boost变换器的输出串联，得到一个总的直流电压Ud。，即Udc = Udc;le+Udc;li。
[0015]根据本发明的第三方面，提供一种所述双定子-单转子永磁发电机的控制方法，该控制方法利用所述串联boost变换器，该发电机采用功率闭环控制，具体为:
[0016]首先根据当前的风电机组的转速和机组“功率？_-转速cog ”的关系曲线，查得参考功率Ptjpt ；
[0017]然后根据外电机和内电机的额定功率之比k，获得外电机的参考功率P/(=k*Popt)和内电机的参考功率Pi* ( = (l_k)*Popt)；
[0018]再分别和外电机与内电机的实际输出功率Pe( = idce*Udcle)和PJ = idci*Udcli)比较，误差输入到比例-积分(PI)控制器后得到第一子boost变换器和第二子boost变换器的可控电力电子开关的占空比de、Cli ；
[0019]最后所得占空比de、Cli与三角波比较后即得到第一子boost变换器和第二子boost变换器的可控电力电子开关的门极开关信号Gse、Gsi。
[0020]根据本发明的第四方面，提供一种变换器拓扑结构，该变换器拓扑结构包含所述的串联boost变换器，具体包括:
[0021]AC/DC变换器:AC/DC变换器将外电机和内电机绕组上的交流电压整流为直流电压，通过多相可控整流或多相不可控整流实现；
[0022]DC/DC变换器:DC/DC变换器对前级AC/DC的输出直流电压进行从直流到直流的变换，该DC/DC变换器使用所述串联boost变换器；
[0023]DC/AC变换器:DC/AC变换器将前级DC/DC变换器的输出电压Ude逆变为交流电压，该交流输出和负载或电网连接。
[0024]优选地，所述DC/AC变换器包括一字型中点钳位NPC3电平逆变器，所述一字型中点钳位NPC3电平逆变器输入为前级的直流电压输出，输出接负载或电网；其中:所述NPC3电平变换器的三个桥臂中每个桥臂上串联了四个可控电力电子器件，在第一个和第二个可控电力电子器件的连接点以及第三个和第四个可控电力电子器件的连接点之间反向并联一串串联连接的二极管，该二极管串的中点和NPC3电平变换器的直流电容C的中点相联，进行中点电压钳位；每个NPC3电平变换器的桥臂中点引出作为交流输出的一相。
[0025]根据本发明的第五方面，提供一种包括所述的永磁电机构成的风力发电机系统，该系统包括所述双定子-单转子永磁电机和所述变流器拓扑结构，所述系统中:叶片通过转轴与双定子-单转子永磁电机连接；双定子-单转子永磁电机的外电机和内电机的绕组分别和一个多相全波整流桥连接，每一个多相全波整流桥的输出再分别接到一个子boost变换器的输入上，两个子boost变换器的输出再串联，获得一个直流电压；获得的直流电压连接到所述NPC3电平逆变器的输入，NPC3电平逆变器的输出连接到电网或者负载上。
[0026]根据本发明的第六方面，提供一种上述风力发电机系统的控制方法，包括:
[0027]a、叶片控制方法；
[0028]当风速在额定风速以上时，叶片的控制可以通过功率闭环或者速度闭环或者功率-速度混合闭环的方式进行的，以实现风机叶片转速不超过其额定转速，风电机组的输出有功功率不超过额定输出有功功率。
[0029]当风速在额定风速以下时，参考桨距角设为某个恒定值，如零度。
[0030]b、双定子-单转子永磁发电机的控制方法:
[0031]风力发电机可以进行功率闭环控制。
[0032]c、NPC3电平逆变器的控制方法:
[0033]NPC3电平逆变器的控制可以采用基于直流电压Udc稳定为控制目标的外环控制和电流追踪的内环的控制策略，同时采用指定功率因数控制或无功和电压控制。
[0034]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0035]本发明中电机上的磁路和两个定子上的绕组互相独立，不需要安装隔磁环，不但提高了电机的功率密度，还提高了可靠性，降低了生产和安装的难度。同时，本发明还提出了与此结构电机配套的变流器及其控制策略，能够对两个定子绕组上的功率进行独立控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0037]图1为本发明一实施例双定子-单转子结构永磁电机侧视图；
[0038]图2为本发明一实施例一对极范围内永磁电机的截面展开图；
[0039]图1和2中:外定子1、外绕组2、外气隙3、外永磁体4、转子5、内定子6、内绕组7、内气隙8、内永磁体9 ；
[0040]图3为本发明一实施例不控整流AC/DC拓扑以及其与双定子-单转子永磁电机连接图；
[0041]图4为本发明一实施例串联boost变换器主电路拓扑图；
[0042]图5为本发明一实施例一字型NPC3电平逆变器主电路拓扑图；
[0043]图6为本发明一实施例风力机系统连接图；
[0044]图7为本发明一实施例基于速度闭环的叶片控制框图；
[0045]图8为本发明一实施例双定子-单转子永磁发电机的控制方法框图；
[0046]图9(a)-图9(e)为本发明一实施例当平均分速为8m/s时的仿真结果图；
[0047]图10(a)-图10(f)为本发明一实施例当平均分速为12m/s时的仿真结果图。
【具体实施方式】
[0048]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0049]实施例1
[0050]如图1、2所示，本实施例提供一种双定子-单转子结构的永磁电机。图中:外定子
1、外绕组2、外气隙3、外永磁体4、转子5、内定子6、内绕组7、内气隙8、内永磁体9。
[0051]当忽略次要部件，如端盖、机壳、轴和轴承等，所述双定子-单转子结构的永磁电机的侧视图如图1所示，在一对极范围内永磁电机的截面展开图如图2所示。
[0052]在图2中，外定子和内定子上绕多相绕组，比如3相绕组。外定子1、外绕组2、外气隙3、外永磁体4和转子5构成了一台独立的永磁电机，此处称为“外电机”;而内定子6、内绕组7、内气隙8、内永磁体9和转子5构成了一台独立的永磁电机，此处称为“内电机”。转子厚度足够大，使得转子上的磁通密度不过饱和。因此，“外电机”和“内电机”在磁路上可以认为相互独立。“外电机”和“内电机”的绕组在电气上也无连接，因此，“外电机”和“内电机”在电气上也互相独立。外绕组安装在外定子的槽中，转子的外表面安装有外永磁体，在外永磁体和外定子之间为外气隙。内绕组安装在内定子的槽中，转子的内表面安装有内永磁体,在内永磁体和内定子之间为内气隙。
[0053]实施例2
[0054]如图4所示，本实施例提供一种用于实施例1的串联boost变换器，该变换器至少包括第一子boost变换器和第二子boost变换器，其中:
[0055]所述串联boost变换器至少包括第一子boost变换器和第二子boost变换器,其中:
[0056]第一子boost变换器由第一电容Cle、第一电感Le、第一可控电力电子开关Se、第一二极管De、第二电容C2e连接而成,其中:第一电感Le的一端和第一电容Cle的正端相连，另一端和第一可控电力电子开关Se的源级相连,第一电容Cle的负端与第一可控电力电子开关S6的发射级相连，第一二极管D6的阳级与第一可控电力电子开关S6的源级相连，第一二极管De的阴级与第二电容C2e的正端相连,第二电容C2e的负端与第一可控电力电子开关S6的发射级相连；
[0057]第二子boost变换器由第三电容Cl1、第二电感Lp第二可控电力电子开关Sp第二二极管D1、第四电容C2i连接而成，其中:第二电感1^的一端和第三电容Cli的正端相连，另一端和第二可控电力电子开关Si的源级相连，第三电容Cli的负端与第二可控电力电子开关Si的发射级相连，第二二极管Di的阳级与第二可控电力电子开关Si的源级相连，第二二极管0,的阴级与第四电容C2i的正端相连，第四电容C2i的负端与第二可控电力电子开关Si的发射级相连；
[0058]每个子boost变换器的输入为前级AC/DC变换器的输出，即Udele, Udeli，每个子boost变换器的输出串联，得到一个总的直流电压Ud。，即Udc = Udc;le+Udc;li。
[0059]实施例3
[0060]本实施例提供一种变换器拓扑结构，包括:
[0061]a、AC/DC 变换器
[0062]AC/DC变换器将外电机和内电机绕组上的交流电压整流为直流电压，通过多相可控整流或多相不可控整流实现。如图3所示，为3相不控整流的电路拓扑图，由3相桥式二极管整流构成。“外电机”和“内电机”绕组分别连接到3相桥式二极管整流电路的3相交流输入端。
[0063]b、DC/DC 变换器
[0064]DC/DC变换器的目的是对前级AC/DC的输出直流电压进行从直流到直流的变换，其中的一种方案是使用串联boost变换器，如图4所示，所述串联boost变换器由第一子boost变换器和第二子boost变换器构成,第一子boost变换器由电容Cle、电感Le、可控电力电子开关二极管De、电容C2e连接而成，第二子boost变换器由电容Cl1、电感L1、可控电力电子开关S1、二极管D1、电容C2i连接而成，每个子boost变换器的输入为前级AC/DC的输出，即Udcle，Udcli’每个子boost变换器的输出串联，得到一个总的直流电压Udc? 即 Udc = udcle+udcl1
[0065]C、DC/AC 变换器
[0066]DC/AC变换器将前级DC/DC变换器的输出电压Udc逆变为交流电压，该交流输出和负载或电网连接，本实施例以一字型中点钳位NPC3电平逆变器为例进行说明，该变换器的主电路拓扑如图5所示，一字型中点钳位NPC3电平逆变器主电路由电容、可控电力电子器件以及二极管连接构成，输入为前级的直流电压输出，输出接负载或电网。其中:NPC3电平变换器的三个桥臂中每个桥臂上串联了四个可控电力电子器件，在第一个和第二个可控电力电子器件的连接点以及第三个和第四个可控电力电子器件的连接点之间反向并联一串串联连接的二极管，该二极管串的中点和NPC3电平变换器直流电容C的中点相联，进行中点电压钳位；每个NPC3电平变换器的桥臂中点引出作为交流输出的一相。
[0067]实施例4
[0068]本实施例提供一种以上述双定子-单转子结构的永磁电机和上述变流器拓扑结构为基础的风力发电机系统，风机系统连接图如图6所示，其中:叶片通过转轴与双定子-单转子永磁电机连接；双定子-单转子永磁电机的外电机和内电机的绕组分别和一个多相全波整流桥连接，每一个多相全波整流桥的输出再分别接到一个子boost变换器的输入上，两个子boost变换器的输出再串联，获得一个直流电压；获得的直流电压连接到NPC3电平逆变器的输入，NPC3电平逆变器的输出连接到电网或者负载上。
[0069]实施例5
[0070]本实施例采用实施例4所述结构，提供一种以双定子-单转子结构的永磁电机和变流器为基础的风力发电机的控制方法，包括:
[0071]a、叶片控制方法
[0072]当风速在额定风速以上时，叶片的控制可以通过功率闭环或者速度闭环或者功率-速度混合闭环的方式进行的，以实现风机叶片转速不超过其额定转速。一种基于速度闭环的控制策略如图7所示。控制系统的输入为参考转速ω/，反馈Og为叶片转速，或为双定子-单转子发电机的转速，ω/与《8之差输入到一个控制器，如比例-积分(PI)控制器，得到桨距角的增量Λ β ;同时，根据当前的风速V和稳态下“桨距角-风速”曲线得到稳态下的桨距角Λ β与Ptl之和为参考桨距角β，β经过斜率和幅值的限制以后，送到叶片的变桨伺服机构或风机主控；
[0073]当风速在额定风速以下时，参考桨距角设为某个恒定值，如零度。
[0074]b、双定子-单转子永磁发电机的控制方法
[0075]风力发电机可以进行转速闭环控制或功率闭环控制，以功率闭环为例，首先根据当前的风电机组的转速《8和机组“功率？_-转速ω/’的关系曲线(可以根据风电机组的最大功率追踪要求获得)，可以查得参考功率Ptjpt，然后根据外电机和内电机的额定功率之比k，获得外电机的参考功率Pj ( = k*Popt)和内电机的参考功率PiY = (l-k)*Popt)，再分别和外电机与内电机的实际输出功率Pe ( = idce*Udcle)和？“ = idci*Udcli)比较，误差输入到比例-积分(PI)控制器后得到第一子boost变换器和第二子boost变换器的可控电力电子开关的占空比de、Cli, de,屯与高频的三角波比较后即得到第一子boost变换器和第二子boost变换器的可控电力电子开关的门极开关信号Gse、Gsi。如图8所示。
[0076]C、NPC3电平逆变器的控制方法。
[0077]NPC3电平逆变器的控制可以采用基于直流电压Udc稳定为控制目标的外环控制和电流追踪的内环控制策略，同时采用指定功率因数或无功/电压控制。
[0078]基于上述技术内容，以下通过两组仿真试验证明本发明的可行性(风机的额定风速为 llm/s)。
[0079]当平均风速为8m/s时:
[0080]图9(a)为风速(m/s)?时间(S)；
[0081]图9(b)为发电机转速(rad/s)?时间(s ；
[0082]图9(c)为双定子-单转子永磁发电机输出有功功率(W)(白色-测量；灰色-参考)?时间(S)；
[0083]图9⑷为DC/DC变换器输出电压Udc (V)?时间(S)；
[0084]图9(e)为风机输出到电网侧有功(W，白色)和无功功率(VA,灰色)?时间(S)。
[0085]当平均风速为12m/s时:
[0086]图10(a)为风速(m/s)?时间(S)；
[0087]图10(b)为发电机转速(rad/s)?时间(S)；
[0088]图10(c)为桨距角(degree)?时间(S)；
[0089]图10(d)为双定子-单转子永磁电机输出有功功率(W)(白色-测量；灰色-参考)?时间(S)；
[0090]图10 (e)为DC/DC变换器输出电压Udc (V)?时间(s)；
[0091]图10(f)为风机输出到电网侧有功(W，白色)和无功功率(VA，灰色)?时间(S)。
[0092]本发明通过提高发电机的功率和体积比(功率密度)来减小发电机的重量和体积，降低风力发电机组的成本，提高风电机组的可靠性。
[0093]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【权利要求】
1.一种双定子-单转子结构的永磁电机，其特征在于包括外电机和内电机构，其中:夕卜定子、外绕组、夕卜气隙、外永磁体和转子构成一台独立的永磁电机，称为外电机；内定子、内绕组、内气隙、内永磁体和转子构成一台独立的永磁电机，称为内电机；转子厚度足够大使得转子上的磁通密度不过饱和，从而外电机和内电机在磁路上相互独立；外电机的外绕组和内电机的内绕组在电气上也无连接,从而外电机和内电机在电气上也互相独立。
2.一种串联boost变换器，其特征在于，所述串联boost变换器至少包括第一子boost变换器和第二子boost变换器，其中: 第一子boost变换器由第一电容Cle、第一电感Le、第一可控电力电子开关Se、第一二极管De、第二电容C2e连接而成,其中:第一电感Le的一端和第一电容Cle的正端相连，另一端和第一可控电力电子开关Se的源级相连,第一电容Cle的负端与第一可控电力电子开关S6的发射级相连，第一二极管D6的阳级与第一可控电力电子开关S6的源级相连，第一二极管De的阴级与第二电容C2e的正端相连,第二电容C2e的负端与第一可控电力电子开关S6的发射级相连； 第二子boost变换器由第三电容Cl1、第二电感Lp第二可控电力电子开关S1、第二二极管D1、第四电容C2i连接而成，其中:第二电感1^的一端和第三电容Cli的正端相连，另一端和第二可控电力电子开关Si的源级相连，第三电容Cli的负端与第二可控电力电子开关Si的发射级相连，第二二极管Di的阳级与第二可控电力电子开关Si的源级相连，第二二极管0,的阴级与第四电容C2i的正端相连，第四电容C2i的负端与第二可控电力电子开关Si的发射级相连； 每个子boost变换器的输入为前级AC/DC变换器的输出，即Udcle, Udcli，每个子boost变换器的输出串联，得到一个总的直流电压Udc,即Udc = UUdcai。
3.—种权利要求1所述双定子-单转子永磁发电机的控制方法，其特征在于:利用权利要求2所述串联boost变换器，该发电机采用功率闭环控制，具体为: 首先根据当前的风电机组的转速《8和机组“功率？_-转速”的关系曲线，查得参考功率; 然后根据外电机和内电机的额定功率之比k，获得外电机的参考功率P/( = k*Popt)和内电机的参考功率PiiX = (l_k)*Popt)； 再分别和外电机与内电机的实际输出功率Pe ( = idce*Udcle)和？“ = idci*Udcli)比较，误差输入到比例-积分(PI)控制器后得到第一子boost变换器和第二子boost变换器的可控电力电子开关的占空比de、Cli ； 最后所得占空比de、Cli与三角波比较后即得到第一子boost变换器和第二子boost变换器的可控电力电子开关的门极开关信号Gse、Gsi。
4.一种变换器拓扑结构，其特征在于，包括权利要求2所述的串联boost变换器，具体包括: AC/DC变换器:AC/DC变换器将外电机和内电机绕组上的交流电压整流为直流电压，通过多相可控整流或多相不可控整流实现； DC/DC变换器:DC/DC变换器对前级AC/DC的输出直流电压进行从直流到直流的变换，该DC/DC变换器使用所述串联boost变换器； DC/AC变换器:DC/AC变换器将前级DC/DC变换器的输出电压Udc逆变为交流电压，该交流输出和负载或电网连接。
5.根据权利要求4所述的变换器拓扑结构，其特征在于，所述DC/AC变换器包括一字型中点钳位NPC3电平逆变器，所述一字型中点钳位NPC3电平逆变器输入为前级的直流电压输出，输出接负载或电网；其中:所述NPC3电平变换器的三个桥臂中每个桥臂上串联了四个可控电力电子器件，在第一个和第二个可控电力电子器件的连接点以及第三个和第四个可控电力电子器件的连接点之间反向并联一串串联连接的二极管，该二极管串的中点和NPC3电平变换器的直流电容C的中点相联，进行中点电压钳位；每个NPC3电平变换器的桥臂中点引出作为交流输出的一相。
6.一种包含权利要求1所述永磁电机和权利要求5所述变流器拓扑结构的风力发电机系统，其特征在于，所述系统中:叶片通过转轴与双定子-单转子永磁电机连接；双定子-单转子永磁电机的外电机和内电机的绕组分别和一个多相全波整流桥连接，每一个多相全波整流桥的输出再分别接到一个子boost变换器的输入上，两个子boost变换器的输出再串联，获得一个直流电压；获得的直流电压连接到所述NPC3电平逆变器的输入，NPC3电平逆变器的输出连接到电网或者负载上。
7.—种权利要求6所述的风力发电机系统的控制方法,其特征在于,包括如下方面: a、叶片控制方法； 当风速在额定风速以上时，叶片的控制通过功率闭环或者速度闭环或者功率-速度混合闭环的方式进行的，以实现风机叶片转速不超过其额定转速，同时风力发电机的输出有功功率不超过额定输出有功功率； 控制系统的输入为参考转速ω/，反馈cog为叶片转速或为双定子-单转子发电机的转速，ω/与《8之差输入到一个控制器，得到桨距角的增量Λ β ;同时，根据当前的风速V和稳态下“桨距角-风速”曲线得到稳态下的桨距角Λ β与Ptl之和为参考桨距角β，β经过斜率和幅值的限制以后，送到叶片的变桨伺服机构或风机主控； 当风速在额定风速以下时，参考桨距角设为某个恒定值； b、双定子-单转子永磁发电机的控制方法； 风力发电机进行功率闭环控制，首先根据当前的风电机组的转速和机组“功率Popt-转速ω g”的关系曲线，查得参考功率P_，然后根据外电机和内电机的额定功率之比k，获得外电机的参考功率P/( = k*P_)和内电机的参考功率PiY = (1-10*Ρ_)，再分别和外电机与内电机的实际输出功率Pe( = idce*Udcle)和？“ = idci*Udcli)比较，误差输入到比例-积分(PD控制器后得到第一子boost变换器和第二子boost变换器的可控电力电子开关的占空比de、Cli, de,屯与高频的三角波比较后即得到第一子boost变换器和第二子boost变换器的可控电力电子开关的门极开关信号Gse、Gsi ； c、NPC3电平逆变器的控制方法 NPC3电平逆变器的控制采用基于直流电压Udc稳定为控制目标的外环控制和电流追踪的内环的控制策略，同时采用指定功率因数控制或无功和电压控制。
【文档编号】H02M3/10GK104333191SQ201410456292
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】高强, 蔡旭, 施丰 申请人:上海交通大学