抑制启动瞬间电流冲击的电压加载方法及装置 【技术领域】
本发明涉及电力系统，特别是涉及用于风力发电逆变并网采用的电流电压双闭环控制系统中的抑制启动瞬间电流冲击的电压加载方法及装置。
背景技术
目前，风力发电逆变并网技术采用电流电压双闭环控制系统，即控制上采用电流内环，电压外环双闭环矢量控制技术。电压外环主要控制三相电压型整流器(VSR)直流侧电压稳定在指定值，电流内环按照电压外环输出的电流指令对有功无功电流进行控制，在同步旋转(d，q)轴系下电流控制器跟踪参考电流产生合适的参考电压。然后，参考电压矢量被转换到三相静止轴系中，产生PWM脉冲，驱动开关。
如图1中，为现有风力发电逆变并网技术采用的电流电压双闭环控制系统框图。下面首先对系统启动时产生冲击电流的原因进行分析。如图中Udc为给定母线电压；Udcf为母线电压反馈电压；id为电流有功分量给定；idf为电流有功分量反馈；iq为电流无功分量；iqf为电流无功分量反馈；Uα为输出电压α分量；Uβ为输出电压β分量。通过分析图1所示控制系统，得到系统在启动瞬间存在电流冲击的原因有以下几个：
1.启动瞬间，母线母线电压反馈电压值Udcf与给定值Udc有很大偏差，该偏差经过调节运算后得到电流有功分量给定值id，使得id的初始给定值较大。
2.由于三相全控桥反并二极管的整流作用，使得主电路无功分量iqf不等于零，这样启动瞬间iqf与iq存在较大偏差(启动时电流无功分量iq给定值为零)，造成较大电流冲击。
3.启动瞬间，电流有功分量给定值id与反馈量idf存在较大偏差，造成电流冲击较大。
因此，该系统在启动瞬间存在较大的电流冲击，冲击电流一般为正常电流的2倍以上，对并网电流的波形质量造成不利影响。
【发明内容】
本发明提供一种抑制启动瞬间电流冲击的电压加载方法及装置，用于风力发电逆变并网采用的电流电压双闭环控制系统中，以解决现有技术中系统在启动瞬间存在较大的电流冲击的问题。
本发明提供的抑制启动瞬间电流冲击的电压加载方法，该方法包括：
设定母线的电压初始加载值和电压最终加载值；
根据所述电压初始加载值对所述母线进行电压加载；
所述母线加载的电压加载值从所述电压初始加载值平滑压变到所述电压最终加载值后停止所述母线的电压加载，从而抑制启动瞬间电流冲击。
所述母线的电压初始加载值具体为母线电压反馈电压值。
所述母线的电压最终加载值具体为预定设置值。
所述母线电压反馈电压值大于所述预定设置值。
所述母线加载的电压加载值按照直线变化到所述预定设置值的电压值。
所述根据所述电压初始加载值对所述母线进行电压加载时，id与iq的PID调节运算积分项初始值设定为反馈值。
本发明提供的一种抑制启动瞬间电流冲击的电压加载装置，所述装置包括：
电压加载值设定模块，用于设定母线的电压初始加载值和电压最终加载值；
电压加载模块，与所述电压加载值设定模块连接，用于根据所述电压初始加载值对所述母线进行电压加载；
电压加载停止模块，与所述电压加载模块连接，用于当所述母线加载的电压加载值从所述电压初始加载值平滑压变到所述电压最终加载值后停止所述母线的电压加载，从而抑制启动瞬间电流冲击。
所述母线的电压初始加载值具体为母线电压反馈电压。
所述母线的电压最终加载值具体为预定设置值。
所述的抑制启动瞬间电流冲击的电压加载装置还包括电流设定模块，用于当电压加载模块进行根据所述电压初始加载值对所述母线进行电压加载时，用于将id与iq的PID调节运算积分项初始值设定为反馈值。
本发明有益效果如下：本方法易于实现，能够使系统启动瞬间的冲击电流明显减小，对风力发电逆变并网电流电压双闭环控制系统起到了优化作用。
【附图说明】
图1为现有风力发电逆变并网技术采用的电流电压双闭环控制系统框图；
图2为本发明一种抑制启动瞬间电流冲击的电压加载方法的流程图；
图3为本发明Udc的值变化曲线；
图4为本发明一种抑制启动瞬间电流冲击的电压加载装置示意图。
【具体实施方式】
为了解决现有技术中系统在启动瞬间存在较大的电流冲击的问题，本发明采用通过改变电压控制环给定母线电压初始值及电流控制环比例积分微分(Proportion Integration Differentiation，简称PID)积分项初始值的方法，取得了良好的效果。
如图2所示的本发明抑制启动瞬间电流冲击的电压加载方法的流程图，用以改变电压控制环给定母线电压初始值，下面说明其实施流程：
步骤21，设定母线的电压初始加载值和电压最终加载值；
步骤22，根据所述电压初始加载值对所述母线进行电压加载；
步骤23，所述母线加载的电压加载值即Udc母线电压从所述电压初始加载值平滑压变到所述电压最终加载值后停止所述母线的电压加载，从而抑制启动瞬间电流冲击。
其中，所述母线的电压初始加载值具体为母线电压反馈电压值。所述母线的电压最终加载值具体为预定设置值。所述母线电压反馈电压值大于所述预定设置值。所述给定母线电压即母线加载的电压加载值Udc按照直线变化到所述预定设置值的电压值。
简而言之，Udc母线电压采用倒斜坡给定的方法，Udc的值由母线母线电压反馈电压值Udcf开始逐渐平滑压变为向真实给定值(即预定设置值)，这样Udc与Udcf的偏差逐渐变大(这是因为Udc的初始加载值即为Udcf，即在初始时刻Udc与Udcf的偏差为0，随着Udc地加载值逐渐变化为预定设置值，它与Udcf的偏差也会由0开始加大)，使得电流有功分量id给定值逐渐上升，克服了id在启动瞬间突然加大的缺点。母线加载的电压加载值Udc的值变化曲线如图3所示，Udc在平滑压变至预定设置值后一置维持该值。
上述描述了在电压外环控制中所采用的加载方法，而在电流内环控制中，启动瞬间，id与电流无功分量iq两项PID调节运算积分项初始值分别设定为反馈值(该反馈值指电流内环控制中的电流有功分量反馈值idf及电流无功分量反馈值iqf)，避免了启动时idf与id、iqf与iq的偏差带来的电流冲击。
即上述流程中在所述根据所述电压初始加载值对所述母线进行电压加载时，id与iq的PID调节运算积分项初始值设定为反馈值，从而，避免了启动时idf与id、iqf与iq的偏差带来的电流冲击。
因此，本发明通过电压控制环中Udc母线电压的倒斜坡给定方法以及电流控制环中PID积分项初始值的设定方法，避免了在启动瞬间存在较大的电流冲击。
相应地，本发明还提供的一种抑制启动瞬间电流冲击的电压加载装置，如图4所示所述装置包括：
电压加载值设定模块1，用于设定母线的电压初始加载值和电压最终加载值；
电压加载模块2，与所述电压加载值设定模块1连接，用于根据所述电压初始加载值对所述母线进行电压加载；
电压加载停止模块3，与所述电压加载模块1连接，用于当所述母线加载的电压加载值从所述电压初始加载值平滑压变到所述电压最终加载值后停止所述母线的电压加载，从而抑制启动瞬间电流冲击。
所述母线的电压初始加载值具体为母线电压反馈电压。所述母线的电压最终加载值具体为预定设置值。所述的抑制启动瞬间电流冲击的电压加载装置还包括电流设定模块4，用于当电压加载模块2进行根据所述电压初始加载值对所述母线进行电压加载时，用于将id与iq的PID调节运算积分项初始值设定为反馈值。
上述抑制启动瞬间电流冲击的电压加载装置执行上述流程，从而本装置也能够实现通过电压控制环中Udc母线电压的倒斜坡给定方法以及电流控制环中PID积分项初始值的设定方法，避免了在启动瞬间存在较大的电流冲击。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。