基于负序电流补偿的并联风电变流器故障容错控制研究

洪晶 付晗

摘 要：本文将详细介绍并联风电变流器的故障容错补偿机制的具体搭建，通过专业的研究与调查，精准找出负序电流补偿下并联风电变流器故障容错补偿机制的仿真验证，如改善容错控制、消除故障桥臂等，从而有效增强并联风电变流器的故障容错效果。

关键词：故障容错控制;并联风电变流器;负序电流补偿

引言：针对并联风电变流器的故障容错控制而言，若技术人员采用负序电流补偿方式，可合理分析出该类变流器的负序补偿过程，有效改善故障容错机制的建设效果，探索出该类并联风电变流器的内部不足，及时解决其实际运行时遭遇的各项问题。

1搭建并联风电变流器的故障容错补偿机制

1.1故障容错特征

在搭建并联风电变流器的故障容错补偿机制的过程中，相关人员适时找出故障容错特征。一般来讲，在并联2台变流器时，该类变流器若产生开路故障，相关变流器仍会保持正常，当变流器中的相桥臂出现故障，该二极管在经过短暂续流后，其电流将降至0。依照并联风电变流器故障容错补偿机制内的故障容错特征来说，当变流器形成单相开路故障以后，其变流器内部的有功功率会出现2次脉动现象，技术人员需对该程序实行不同程度的抑制。针对多变流器内部的并联系统来说，在组建故障变流器的容错运行系统时其生成的负序电流将会利用非故障变流器而产生方向相反的负序电流补偿，该类补偿将使并联系统内的总负序电流值降至0。因此，针对当前存在的多变流器下的并联系统而言，若非故障变流器可为故障变流器内部的负序电流实行合理补偿，可有效达到三相电流的平衡，在并联变流器运行过程中，其运行功率将产生极大改变，非故障变流器较难切实完善故障变流器内部的负序电流补偿，也就是说并网总电流内将会出现负序分量，该系统内的有功功率即会存有2倍频脉动[1]。

1.2容错补偿机制下的实现条件

从网侧变流器的角度上看，其主要的控制目标属保证直流侧电压的稳定度，并维持并网变流器内部的三相功率的内部平衡。依照并联系统内部的负序电流补偿度，技术人员可采用2种控制模式来完成容错补偿机制内部的各项内容，即其可采用与负序电流相关的全补偿、与负序电流相关的次补偿，针对前者来说，在使用负序电流下的全补偿时，可有效实现并网系统的三相电流平衡，适时消减直流母线内的电压脉动，精准缩减2-3倍的频功率脉动;而从后者角度上看，当负序电流内部产生欠补偿状态时，并网有功功率则存有不同程度的脉动，即并联系统内部的负载功率存在增加状态时，该系统非故障交流器难以完成故障变流器负序电流的补偿，降低了并网三相功率的平衡性，导致直流母线产生了2倍的频脉动。技术人员为更好地找出容错补偿机制下的实现条件，要借助并网系统开展并联丰电器故障容错试验，通过对其内部数据信息的合理把控，有效增强容错补偿机制的应用效果。

1.3优化故障容错补偿方法

在使用2台变流器内部并联网侧变流器期间，相关人员应精准找出故障容错补偿方式。比如，针对并联变流器内部系统可用度的故障容错管控而言，相关人员应依照电压外环比例积分中的调节器来完成轴电流输出，再依照并联系统内风功率荷率来挑选出合适的管控模式，并根据并联体系内的管控方式来获取该系统内部各项变流器的轴电流负、正序分量给定值，再利用坐标变换来完善三相静止坐标内的电流指令，继而适时完善对直流信号的无差稳态控制。在使用谐振调节器的过程中，其内部电流可适时获取合适的调制指令，并采用正脉宽调制法来完善调试形态，在具体应用中，虽然网侧变流器、机侧的内部管控结构存有差异，但其采取的故障容错补偿方式存在较大相似，该类结构都能适时改进变流器内的各项电流指令，增强变流器故障容错效果。

1.4改进变流器内部电流指令

在了解到容错补偿机制的实现条件与故障容错特征后，技术人员应利用不同管控模式中的变流器功率约束，要合理改善变流器内部的电流指令，增强变流器控制模式使用的科学性。一般来讲，由于控制模式不同，并联电流器内部的电流功率与指令都存在着较大差别，相关人员应利用具体的总功率、电流来完成变流器内部功率极限值的設定。比如，当系统总功率为0.5p.u.或小于该项数值时，该故障生成的负序电流可精准完成对非故障负序电流的补偿，也就是说，在该并联系统内该阶段并不存有真正的负序电流;若系统总功率超出0.5p.u.，该类故障的最高运行功率为0.5p.u.，在保证该功率运行条件不变的情况下，其系统总功率中的50%以上额定容量多为非故障系统提供，继而适时缩减负序补偿电流值，也适时降低补偿故障，提升并联系统内部的负序电流。因此，技术人员在改善变流器内的电流指令时，要利用正确的系统总功率变化来科学管控该项数值，有效提升变流器内部电流指令的精准度[2]。

2负序电流补偿下并联风电变流器故障容错补偿机制的仿真验证

2.1改善容错控制

为更好地找出并联风电变流器故障容错补偿系统的应用效果，技术人员可根据适宜的负序电流补偿来开展数据仿真验证，继而改进容错控制。一般来讲，从桥臂开路故障上看，在实行数据仿真试验期间，变流器会依照顺序来实行容错模式与正常模式，比如，在0.5-0.6s间采用容错模式、0-0.5s间选用正常模式，在完成两类运行状态的应用后，相关人员可精准发现桥臂开路故障多出现在0.5s时，从传统容错控制的角度上看，在产生故障以后，需将与该故障相关的程序实行整体切除，若采用该项方式不但降低了故障清除的精准性，还会增加额外的故障隐患，而在采用合适的容错控制机制后，其故障清除的空间将获得增加，有效提升故障剔除的准确性，并保障了其内部电流的应用范围。总而言之，在采用变流器开展故障容错控制后，技术人员可适时改善系统内部的运行功率值，解决并联风电变流器的内部故障，提升其运行效果的同时，更好地维护三相总电流平衡，使其内部的负序电流得到一定程度的补偿，改善三相电流的对称性。

2.2消除故障桥臂

利用对风电变流器内部故障容错机制的合理验证，技术人员可运用有效性措施切实改善故障容错机制，还可运用该机制原理来缩减故障桥臂，提升该容错机制的运用效果。具体来看，在应用故障容错机制的过程中，相关人员会发现支路故障中并联系统内存有三相电流波形，若在0.5s时该线路产生故障，当使用改良后的容错控制系统时，可发现该系统内仅相臂遭到切除，系统内部的其他部分继续工作，有效提升并联风电流器内的运行质量，适时改善三相总电流的平衡性。在完成并联风电变流器内部运行的各项控制后，技术人员可精准比较不同阶段的运行状态，当并联变流器内部存有故障时，传统解决故障的方式会降低防护效果，也难以保证负序电流的补偿与持续性运行，降低其运行的整体效果，而在采用合适的故障容错机制后，其能适时关注并联风电变流器的运行过程，及时解决其内部带有的各项问题，在提升该变流器运行质量的基础上，改善负序电流的补偿水平，为此后电流运行的控制增强数据支撑。

总结：综上所述，在组建并联风电变流器故障容错机制期间，技术人员需适时选用负序电流补偿的基本形态，利用该故障容错补偿机制的适时调整，有效增强并联风电变流器的应用水平，并利用适宜的仿真验证强化了故障容错补偿机制的使用效果。

参考文献：

[1]董礼，许伟.风电变流器预防性维护检测技术应用[J].电气技术，2020，21（09）：94-98.

[2]陈根，蔡旭.并联型风电变流器故障重构控制[J].中国电机工程学报，2018，38（15）：4339-4349+4634.