本發(fā)明涉及新能源并網(wǎng)分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種針對(duì)電鐵引起的負(fù)序?qū)︼L(fēng)電機(jī)組影響的抑制方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)慕ㄔO(shè)也得到了快速的發(fā)展，同時(shí)也帶來(lái)了一系列的問(wèn)題。由于電力機(jī)車采用單相供電，牽引變壓器經(jīng)特殊接線方式與三相交流大電網(wǎng)相連，常用的接線方式如V/v、YnD11、scott等接線方式，不管采取哪種接線方式，都會(huì)向交流電網(wǎng)注入負(fù)序電流。隨著清潔能源的快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電的規(guī)模也越來(lái)越大。但由于風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)性與隨機(jī)性較強(qiáng)，抗干擾能力較差，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)規(guī)劃，以及風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行與控制，都帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。因此，研究和解決風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行與控制問(wèn)題，尤其是抗干擾能力，成為近年來(lái)行業(yè)的研究重點(diǎn)。

當(dāng)大規(guī)模非線性電鐵牽引負(fù)荷接入電網(wǎng)后，會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)較大的負(fù)荷沖擊、電壓波動(dòng)、三相不平衡等問(wèn)題。當(dāng)三相不平衡引起的負(fù)序電流注入同步發(fā)電機(jī)時(shí)，將會(huì)引起轉(zhuǎn)子繞組的附加損耗與發(fā)熱，同時(shí)渦流損耗也有所增加，產(chǎn)生額外的熱量和能量損失。同時(shí)，負(fù)序電流容易使電力系統(tǒng)中以負(fù)序分量啟動(dòng)的繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作。例如,當(dāng)負(fù)序電流作用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),常規(guī)的距離保護(hù)就要轉(zhuǎn)入閉鎖狀態(tài)，使一段時(shí)間內(nèi)距離保護(hù)的快速動(dòng)作段退出運(yùn)行而當(dāng)電鐵負(fù)序作用于解除閉鎖后,如系統(tǒng)此時(shí)發(fā)生振蕩,則距離保護(hù)可能誤動(dòng)作跳閘。所以,為消除負(fù)序的影響,將增加繼電保護(hù)裝置的復(fù)雜性、降低可靠性。負(fù)序電流流入變壓器時(shí),變壓器三相電流中有一相電流最大而不能有效發(fā)揮變壓器的額定出力變壓器容量利用率下降。另外,還造成變壓器的附加能量損失、在變壓器鐵芯磁路中產(chǎn)生附加發(fā)熱。

隨著近年來(lái)電氣化鐵路與風(fēng)電場(chǎng)集中接入的現(xiàn)象越來(lái)越多，電鐵牽引負(fù)荷引起的三相不平衡對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行特性影響也越來(lái)越大，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，甚至造成風(fēng)電機(jī)組失穩(wěn)，引起脫網(wǎng)事故，嚴(yán)重影響著風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行。當(dāng)電鐵牽引負(fù)荷接入電網(wǎng)后，將會(huì)造成風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)處三相電壓不平衡，造成風(fēng)電機(jī)組的正常控制的約束條件被打破，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響；并網(wǎng)點(diǎn)處三相不平衡將會(huì)造成風(fēng)電機(jī)組變頻器直流側(cè)電壓、風(fēng)機(jī)輸出功率、電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生二倍頻分量，從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)內(nèi)部劇烈的電磁暫態(tài)過(guò)程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種針對(duì)電鐵引起的負(fù)序電流對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性影響的抑制措施，以解決現(xiàn)有條件下，電鐵牽引負(fù)荷與風(fēng)電場(chǎng)集中接入地區(qū)，電鐵引起的負(fù)序?qū)е嘛L(fēng)電機(jī)組變頻器直流側(cè)、風(fēng)機(jī)輸出功率、以及電磁轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)二倍頻分量的問(wèn)題，此問(wèn)題嚴(yán)重影響著風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行特性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種針對(duì)電鐵引起的負(fù)序?qū)︼L(fēng)電機(jī)組影響的抑制方法，包括：

根據(jù)實(shí)際牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)搭建仿真模型，利用所述仿真模型分析牽引供電產(chǎn)生負(fù)序的原因，根據(jù)牽引供電產(chǎn)生負(fù)序的原因建立不平衡條件下雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型；

利用所述不平衡條件下雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型建立電鐵牽引負(fù)荷引起的負(fù)序電流對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性影響的數(shù)學(xué)分析模型；

利用所述數(shù)學(xué)分析模型獲得控制優(yōu)化策略；其中，所述控制優(yōu)化策略為改變雙饋風(fēng)機(jī)的傳統(tǒng)雙閉環(huán)矢量控制方式，采用比例諧振控制器，以抑制負(fù)序?qū)е碌亩额l分量。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，建立不平衡條件下雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型的方法為：采用傳統(tǒng)雙閉環(huán)控制方式。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述比例諧振控制器的傳遞函數(shù)為：

式中，K_P為比例項(xiàng)系數(shù)，K_R為諧振項(xiàng)系數(shù)，ω為諧振頻率，s表示復(fù)頻域。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述比例諧振控制器的傳遞函數(shù)為：

式中，ω_C為準(zhǔn)積分項(xiàng)的截止頻率，且ω_C遠(yuǎn)小于ω，K_P為比例項(xiàng)系數(shù)，K_R為諧振項(xiàng)系數(shù)，ω為諧振頻率，s表示復(fù)頻域。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種針對(duì)電鐵引起的負(fù)序?qū)︼L(fēng)電機(jī)組影響的抑制裝置，包括：

雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型建立單元，用于根據(jù)實(shí)際牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)搭建仿真模型，利用所述仿真模型分析牽引供電產(chǎn)生負(fù)序的原因，根據(jù)牽引供電產(chǎn)生負(fù)序的原因建立不平衡條件下雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型；

數(shù)學(xué)分析模型建立單元，用于利用所述不平衡條件下雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型建立電鐵牽引負(fù)荷引起的負(fù)序電流對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性影響的數(shù)學(xué)分析模型；

抑制單元，用于利用所述數(shù)學(xué)分析模型獲得控制優(yōu)化策略；其中，所述控制優(yōu)化策略為改變雙饋風(fēng)機(jī)的傳統(tǒng)雙閉環(huán)矢量控制方式，采用比例諧振控制器，以抑制負(fù)序?qū)е碌亩额l分量。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型建立單元采用傳統(tǒng)雙閉環(huán)控制方式建立不平衡條件下雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述抑制單元確定的比例諧振控制器的傳遞函數(shù)為：

式中，K_P為比例項(xiàng)系數(shù)，K_R為諧振項(xiàng)系數(shù)，ω為諧振頻率，s表示復(fù)頻域。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述抑制單元確定的比例諧振控制器的傳遞函數(shù)為：

式中，ω_C為準(zhǔn)積分項(xiàng)的截止頻率，且ω_C遠(yuǎn)小于ω，K_P為比例項(xiàng)系數(shù)，K_R為諧振項(xiàng)系數(shù)，ω為諧振頻率，s表示復(fù)頻域。

上述技術(shù)方案具有如下有益效果：

本技術(shù)方案考慮電鐵與風(fēng)電場(chǎng)集中接入，影響著風(fēng)電場(chǎng)的正常運(yùn)行特性，將比例諧振控制方式運(yùn)用到風(fēng)機(jī)控制策略中，能夠有效抑制電鐵牽引負(fù)荷引起的負(fù)序?qū)︼L(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性的影響。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提出的一種針對(duì)電鐵引起的負(fù)序?qū)︼L(fēng)電機(jī)組影響的抑制方法流程圖；

圖2為理想比例諧振控制器的伯德圖示意圖；

圖3為非理想比例諧振控制器的伯德圖示意圖；

圖4為本實(shí)施例的網(wǎng)側(cè)變換器比例諧振控制電路圖；

圖5為本實(shí)施例中并網(wǎng)點(diǎn)不含負(fù)序分量時(shí)風(fēng)電機(jī)組直流側(cè)電壓示意圖；

圖6為本實(shí)施例中并網(wǎng)點(diǎn)含負(fù)序分量時(shí)風(fēng)電機(jī)組直流側(cè)電壓示意圖之一；

圖7為本實(shí)施例中并網(wǎng)點(diǎn)含負(fù)序分量時(shí)風(fēng)電機(jī)組直流側(cè)電壓示意圖之二；

圖8為本發(fā)明提出的一種針對(duì)電鐵引起的負(fù)序?qū)︼L(fēng)電機(jī)組影響的抑制裝置框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，為本發(fā)明提出的一種針對(duì)電鐵引起的負(fù)序?qū)︼L(fēng)電機(jī)組影響的抑制方法流程圖。包括：

步驟101)：根據(jù)實(shí)際牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)搭建仿真模型，利用所述仿真模型分析牽引供電產(chǎn)生負(fù)序的原因，根據(jù)牽引供電產(chǎn)生負(fù)序的原因建立不平衡條件下雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型；

在本步驟中，采用傳統(tǒng)雙閉環(huán)控制方式搭建雙饋風(fēng)機(jī)仿真模型。牽引供電產(chǎn)生負(fù)序的原因：

由于電力機(jī)車采用單相供電方式，當(dāng)經(jīng)過(guò)牽引變壓器接入三相對(duì)稱的供電系統(tǒng)后，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)三相電流嚴(yán)重不平衡，將會(huì)向電網(wǎng)注入較大的負(fù)序電流，而負(fù)序電流分量的大小與牽引變壓器的接線方式有關(guān)。牽引變壓器常見(jiàn)的接線方式有：?jiǎn)蜗嘟泳€方式、V/v接線方式、YNd11接線方式、scott接線方式、阻抗匹配平衡接線方式等。牽引變壓器各接線方式對(duì)比如下：

(a)若牽引變電站采用單相V/v接線變壓器或者三相YNd11接線變壓器時(shí)，當(dāng)兩個(gè)牽引臂上負(fù)荷電流相等，且相位相同時(shí)，以上兩種接線方式引起的負(fù)序電流的大小均等于正序電流的一半。

(b)若牽引供電系統(tǒng)采用scott接線、阻抗平衡接線牽引變壓器時(shí)，理想條件下，即牽引變壓器的兩個(gè)供電臂電流幅值相等，相位相同時(shí)，負(fù)序電流基本為零，負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響最小。

(c)最惡劣條件下，即兩供電臂中一供電臂有電流、另一供電臂無(wú)電流的情況下，注入供電系統(tǒng)的負(fù)序電流分量最大，且以上5種接線方式引起的負(fù)序電流相同，負(fù)序電流的大小均等于正序電流，即在該條件下，負(fù)序電流含量與接線方式無(wú)關(guān)。

由此可見(jiàn)，當(dāng)電氣化鐵路兩供電臂上負(fù)荷不平衡時(shí)，將會(huì)向供電系統(tǒng)注入很大的負(fù)序電流。

步驟102)：利用所述不平衡條件下雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型建立電鐵牽引負(fù)荷引起的負(fù)序電流對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性影響的數(shù)學(xué)分析模型；

(1)變頻器直流側(cè)電壓

當(dāng)電網(wǎng)含有負(fù)序電壓時(shí)，網(wǎng)側(cè)變流器交流側(cè)電壓、電流也含有負(fù)序電壓分量。網(wǎng)側(cè)變流器電流用i_{A_GSC}、i_{B_GSC}、i_{C_GSC}表示，變換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系后用i_{d_GSC}、i_{q_GSC}表示。如果不計(jì)損耗，網(wǎng)側(cè)變流器直流側(cè)和交流側(cè)的輸出功率相等，即：

u_dci_dc＝u_Ai_{A_GSC}+u_Bi_{B_GSC}+u_Ci_{C_GSC}

其中，u_dc為直流母線電壓，i_dc為直流電容電流。與風(fēng)機(jī)輸出功率的推導(dǎo)類似，上式可以寫為：

網(wǎng)側(cè)變流器的直流側(cè)電流將出現(xiàn)二次諧波分量。不考慮轉(zhuǎn)子側(cè)變流器產(chǎn)生的電流對(duì)直流電容電壓的影響，將轉(zhuǎn)子變流器看做直流電容的負(fù)載，可得：

理論上負(fù)載電流i_load為任意波形，所以可認(rèn)為推導(dǎo)出的網(wǎng)側(cè)變流器產(chǎn)生的二次諧波分量與i_load無(wú)關(guān)，只與有關(guān)。所以，電網(wǎng)的負(fù)序電壓會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)變流器的直流母線出現(xiàn)二次諧波分量。A相PWM的開(kāi)關(guān)函數(shù)為：

由變流器直流側(cè)電壓2次諧波和正序開(kāi)關(guān)量的共同作用，可得網(wǎng)側(cè)變流器的諧波電壓為：

式中，為直流電壓2次諧波幅值，A₁為正序開(kāi)關(guān)量的基波幅值，為3次諧波電壓初相角。因此，網(wǎng)側(cè)變流器直流側(cè)的2次諧波分量將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)變流器交流側(cè)產(chǎn)生3次諧波電壓。依次類推，直流側(cè)n次紋波電壓經(jīng)過(guò)PWM調(diào)制后，將在交流側(cè)產(chǎn)生n+1次諧波電壓，而網(wǎng)側(cè)變頻器交流側(cè)的n+1次諧波電壓的負(fù)序分量又會(huì)在直流側(cè)產(chǎn)生n+2次的紋波分量。最終可推導(dǎo)出網(wǎng)側(cè)變流器交直流側(cè)交互影響，導(dǎo)致直流側(cè)電壓產(chǎn)生偶數(shù)次諧波，交流側(cè)產(chǎn)生奇數(shù)次諧波。

(2)風(fēng)機(jī)輸出功率

下面的分析只考慮了電網(wǎng)電壓含有負(fù)序基波電壓的情況。在分析三相電壓不平衡時(shí)風(fēng)電機(jī)組輸出的有功功率時(shí)，用u_A、u_B、u_C表示風(fēng)機(jī)出口處三相電壓瞬時(shí)值，用i_A、i_B、i_C表示風(fēng)機(jī)出口處三相電流瞬時(shí)值，風(fēng)電機(jī)組輸出的有功功率瞬時(shí)值P_s可以表示為：

P_s＝u_Ai_A+u_Bi_B+u_Ci_C

風(fēng)電機(jī)組出口處的箱變通常為Δ/Y接線，所以不考慮零序電流分量，利用派克變換將三相靜止坐標(biāo)系下的A、B、C三相分量變換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d、q、0三個(gè)分量，P_s可以表示為：

P_s＝u_di_d+u_qi_q

利用對(duì)稱分量法將三相不平衡時(shí)電壓和電流矢量分解為正序和負(fù)序分量，用表示正序初始旋轉(zhuǎn)角和負(fù)序初始旋轉(zhuǎn)角的差值，那么同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電壓電流分量為：

忽略4次諧波分量，瞬時(shí)功率表達(dá)式為：

令那么風(fēng)機(jī)的瞬時(shí)功率可以表示為：

因此，在不平衡電壓下，風(fēng)機(jī)輸出的有功功率包括直流分量和波動(dòng)的二次諧波分量，同理，風(fēng)機(jī)輸出的無(wú)功功率也包含二次諧波分量。

(3)風(fēng)電機(jī)組電磁轉(zhuǎn)矩

電磁轉(zhuǎn)矩T_e可表示為：

式中，P_S為電機(jī)的極對(duì)數(shù)，ω_r為電磁轉(zhuǎn)速。

因此，風(fēng)電機(jī)組的電磁轉(zhuǎn)矩也含有二倍頻分量。

步驟103)：利用所述數(shù)學(xué)分析模型獲得控制優(yōu)化策略；其中，所述控制優(yōu)化策略為改變雙饋風(fēng)機(jī)的傳統(tǒng)雙閉環(huán)矢量控制方式，采用比例諧振控制器，以抑制負(fù)序?qū)е碌亩额l分量。

在本步驟中，比例諧振控制器，由比例環(huán)節(jié)和諧振環(huán)節(jié)組成，可以對(duì)正弦量實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差控制，理想比例諧振控制器的傳遞函數(shù)如下式所示：

式中，K_P為比例項(xiàng)系數(shù)，K_R為諧振項(xiàng)系數(shù)，ω為諧振頻率，s表示復(fù)頻域。比例諧振控制器中的積分環(huán)節(jié)又被稱作廣義積分器，可以對(duì)諧振頻率的正弦量實(shí)現(xiàn)幅值積分。由于理想比例諧振控制器無(wú)法在現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)，常用非理想比例諧振控制器替代，非理想比例諧振控制器的傳遞函數(shù)如下式所示，

式中，ω_C為準(zhǔn)積分項(xiàng)的截止頻率，且ω_C遠(yuǎn)小于ω。如圖2所示，為理想比例諧振控制器的伯德圖示意圖。如圖3所示，為非理想比例諧振控制器的伯德圖示意圖。取K_P＝1，K_R＝20，ω_C＝5rad/s。理想比例諧振控制器在諧振頻率處的開(kāi)環(huán)增益為無(wú)窮大，保證了輸入量的無(wú)靜差控制，在其它頻率處的開(kāi)環(huán)增益主要由比例項(xiàng)系數(shù)K_P決定。非理想比例諧振控制器在諧振頻率處的幅值雖然不至無(wú)窮，但可以通過(guò)增大諧振項(xiàng)系數(shù)K_R來(lái)保證對(duì)輸入量的控制精度。

比例諧振控制器與傳統(tǒng)比例積分控制器對(duì)比：

在整流器和雙饋發(fā)電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)中廣泛地采用了坐標(biāo)變換技術(shù)，將三相靜止坐標(biāo)系下的電流電壓等正弦量轉(zhuǎn)化為同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流量，這一方面是為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)的模型，實(shí)現(xiàn)有功功率和無(wú)功功率的解耦，另一方面是因?yàn)閭鹘y(tǒng)比例積分控制器無(wú)法對(duì)正弦量實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差控制。坐標(biāo)變換簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)外環(huán)的設(shè)計(jì)，卻使電流分量相互耦合，造成內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)困難。比例諧振控制器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流輸入的無(wú)靜差控制。將比例諧振控制器用于網(wǎng)側(cè)變換器的控制系統(tǒng)中，可在兩相靜止坐標(biāo)系下對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié)?？梢院?jiǎn)化控制過(guò)程中的坐標(biāo)變換，消除電流d、q軸分量之間的耦合關(guān)系，且可以忽略電網(wǎng)電壓對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)作用。此外，應(yīng)用比例諧振控制器，易于實(shí)現(xiàn)低次諧波補(bǔ)償，這些都有助于簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

具體推導(dǎo)過(guò)程：

傳統(tǒng)比例積分控制器無(wú)法對(duì)正弦輸入實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差控制，傳統(tǒng)的矢量控制系統(tǒng)需要將測(cè)得的電流、電壓等被控量，經(jīng)坐標(biāo)變換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，才能保證控制精度。從控制系統(tǒng)的角度講，也可以把傳統(tǒng)比例積分控制器經(jīng)反PARK變換，轉(zhuǎn)化到兩相靜止坐標(biāo)系下，從而使其可以直接處理電壓電流等正弦信號(hào)。將傳統(tǒng)比例積分控制器經(jīng)反PARK變換轉(zhuǎn)化到兩相靜止坐標(biāo)下，即可得到比例諧振控制器。由于比例項(xiàng)不受坐標(biāo)變換的影響，只考慮積分項(xiàng)：

G_dq(s)＝k_i/s (3)

式中，K_i為積分項(xiàng)系數(shù)，將式(3-3)變換至αβ坐標(biāo)系，可得

其中，

G_dq1＝G_dq(s+jω) (5)

G_dq2＝G_dq(s-jω) (6)

諧振頻率ω在這里表現(xiàn)為d-q坐標(biāo)系相對(duì)于α-β坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度。

將(5)、(6)兩式帶入(4)式得

(7)、(8)分別是調(diào)節(jié)正序和負(fù)序分量的諧振項(xiàng)，兩式疊加得到能夠同時(shí)調(diào)節(jié)正負(fù)序分量的諧振項(xiàng)。

同理，對(duì)于d-q坐標(biāo)系下的準(zhǔn)積分項(xiàng)

可變換得：

令G_PR(s)＝K_p+G_αβ(s)，得到兩相靜止坐標(biāo)系下理想比例諧振控制器和非理想比例諧振控制器的傳遞函數(shù)：

圖4為本實(shí)施例的網(wǎng)側(cè)變換器比例諧振控制電路圖。在風(fēng)電機(jī)組中，加入比例諧振控制器進(jìn)行優(yōu)化后，變頻器網(wǎng)側(cè)控制框圖如圖4所示。

如圖5所示，為本實(shí)施例中并網(wǎng)點(diǎn)不含負(fù)序分量時(shí)風(fēng)電機(jī)組直流側(cè)電壓示意圖。如圖6所示，為本實(shí)施例中并網(wǎng)點(diǎn)含負(fù)序分量時(shí)風(fēng)電機(jī)組直流側(cè)電壓示意圖之一。圖6的電壓結(jié)果是采用傳統(tǒng)雙閉環(huán)控制方式獲得的。如圖7所示，為本實(shí)施例中并網(wǎng)點(diǎn)含負(fù)序分量時(shí)風(fēng)電機(jī)組直流側(cè)電壓示意圖之二。圖7的電壓結(jié)果是采用函比例諧振控制方式獲得的。由圖5、圖6和圖7之間對(duì)比可知，采用比例諧振控制器與傳統(tǒng)雙閉環(huán)控制器相比，能有效抑制電鐵引起的負(fù)序?qū)е嘛L(fēng)電機(jī)組直流側(cè)電壓的二倍頻波動(dòng)。

如圖8所示，為本發(fā)明提出的一種針對(duì)電鐵引起的負(fù)序?qū)︼L(fēng)電機(jī)組影響的抑制裝置框圖。包括：

雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型建立單元801，用于根據(jù)實(shí)際牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)搭建仿真模型，利用所述仿真模型分析牽引供電產(chǎn)生負(fù)序的原因，根據(jù)牽引供電產(chǎn)生負(fù)序的原因建立不平衡條件下雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型；

數(shù)學(xué)分析模型建立單元802，用于利用所述不平衡條件下雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型建立電鐵牽引負(fù)荷引起的負(fù)序電流對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性影響的數(shù)學(xué)分析模型；

抑制單元803，用于利用所述數(shù)學(xué)分析模型獲得控制優(yōu)化策略；其中，所述控制優(yōu)化策略為改變雙饋風(fēng)機(jī)的傳統(tǒng)雙閉環(huán)矢量控制方式，采用比例諧振控制器，以抑制負(fù)序?qū)е碌亩额l分量。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一般計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以了解到本發(fā)明實(shí)施例列出的各種功能是通過(guò)硬件還是軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)取決于特定的應(yīng)用和整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)于每種特定的應(yīng)用，可以使用各種方法實(shí)現(xiàn)所述的功能，但這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)被理解為超出本發(fā)明實(shí)施例保護(hù)的范圍。

本發(fā)明中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

以上具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。