1.永磁直驱型风力发电机机侧变流器的拓扑结构,其特征在于:包括维也纳整流器和DC/DC升压变流器;所述维也纳整流器的一端与所述永磁直驱型风力发电机的定子相连,另一端与所述DC/DC升压变流器的一端相连;所述DC/DC升压变流器的另一端与直流母线相连;
所述维也纳整流器包括三个滤波电感、六个整流二极管、三个双向开关单元、两个输出电容;所述三个滤波电感的一端分别与所述永磁直驱型风力发电机的定子三相绕组相连;
所述双向开关单元由两个开关管组成,由一路驱动信号控制;所述两个输出电容为串联连接,其中,与所述维也纳整流器的直流输出端正极相连的输出电容称为上电容,与所述维也纳整流器的直流输出端负极相连的输出电容称为下电容;
所述DC/DC升压变流器包括电感L、开关管VT、快速恢复二极管VD、电容C,用于将所述维也纳整流器的直流输出电压Vdc升至所述直流母线所需水平,同时实现永磁直驱型风力发电机最大功率点跟踪控制。
2.一种如权利要求1所述的永磁直驱型风力发电机机侧变流器的控制方法,其特征在于:采用如下步骤:
步骤1,所述维也纳整流器采用零序分量注入法实现谐波最小化整流,具体步骤为:
11)所述永磁直驱型风力发电机的定子输出的频率和幅值均可变化的三相交流电经所述维也纳整流器的三个滤波电感后,将其电压分别记为ua、ub、uc,其电流分别记为ia、ib、ic;
将ua、ub、uc经abc/dq坐标变换得到ud和uq;将ia、ib、ic经abc/dq坐标变换得到id和iq;
12)将id的参考值id_ref与当前实际值id之差经PI控制器,其输出作为ud的参考值ud_ref;
13)将所述维也纳整流器的直流输出电压参考值Vdc_ref与其当前实际测量值Vdc之差经PI控制器,其输出为iq的参考值iq_ref;将此参考值iq_ref与当前实际值iq之差经PI控制器,其输出作为uq的参考值uq_ref;
14)将步骤12)和13)得到的参考值ud_ref和uq_ref,经abc/dq逆变换得到电压ua、ub、uc的参考值ua_ref、ub_ref、uc_ref,求出ua_ref、ub_ref、uc_ref中的最大值且记为umax,求出ua_ref、ub_ref、uc_ref中的最小值且记为umin;
15)按式(1)计算零序分量u0:
u0=-(umax+umin)/2 (1)
16)令△V=V1-V2,其中,V1为所述维也纳整流器的上电容的两端电压,V2为所述维也纳整流器的下电容的两端电压;将△V的参考值记为△Vref;
17)将△Vref/Vdc_ref与其当前实际值△V/Vdc之差经PI控制器,其输出记为不平衡因子k;
将此不平衡因子k与步骤5)得到的u0相加,得到需要注入的零序分量u0_inj;
18)将步骤17)得到的需要注入的零序分量u0_inj分别与步骤14)得到的ua_ref、ub_ref、uc_ref相加,得到修正后的电压参考值ua_refm、ub_refm、uc_refm;
19)将修正后的电压参考值ua_refm、ub_refm、uc_refm通过载波脉宽调制得到所述维也纳整流器的三个双向开关单元的驱动信号,驱动三个双向开关单元工作。
步骤2,所述DC/DC升压变流器采用如下控制方法,实现所述永磁直驱型风力发电机的最大功率点跟踪控制:
21)测量风速vw;
22)根据所述永磁直驱型风力发电机的风速-有功功率曲线,得到当前风速vw下的输出功率参考值Pref;
23)将此参考值Pref除以当前所述维也纳整流器的直流输出电流idc得到所述维也纳整流器的直流输出端电压参考值Vdc_ref;
24)将此参考值Vdc_ref与其当前实际测量值Vdc之差经PI控制器,其输出为所述直流母线的电流参考值idcbus_ref;
25)将此参考值idcbus_ref与其当前实际测量值idcbus之差经PI控制器,其输出与锯齿波比较,即得到所述DC/DC升压变流器中开关管的驱动信号。