標幺化PPT幻燈片課件

標幺化 作者 程堯導師 伍小杰 教授 專業(yè) 電力電子與電力傳動 電力電子與電力傳動實驗室PowerElectronicsandElectricalDriveLab 電力電子與電力傳動實驗室PowerElectronicsandElectricalDriveLab 主要內容 1 為什么要用標幺化 3 舉例 永磁直驅風力發(fā)電控制系統(tǒng) 2 基準值選取 4 總結 1 為什么要用標幺化 變量的測量值 相對值 測量值 用儀表測量變量所得的值 如 電壓 V 電流 A 轉速 r min 相對值 測量值與基準值之比 兩者有什么區(qū)別呢 國際單位制 SI 與標幺單位制 p u 使用標幺化的好處 電力系統(tǒng) 多電壓等級時 線路總的阻抗標幺值等于所有標幺阻抗值之和 電機 變壓器 對于不同功率 電壓值的設備標幺值在一定范圍內 具有可比性 而測量值則隨之變化 定點DSP控制 可有效防止數(shù)據(jù)溢出 2 基準值選取 1 功率基準值 系統(tǒng)額定功率 2 電壓基準值 為直流母線電壓 3 電流基準值 4 阻抗基準值 5 頻率基準值 電機 電網(wǎng) 供電額定頻率 6 角頻率基值 7 電感基準值 8 電容基準值 基準值選取 9 機械角速度基值 10 轉矩基準值 11 磁鏈基準值 12 轉動慣量基值 3 舉例 永磁直驅風力發(fā)電控制系統(tǒng) 背靠背雙PWM變換器拓撲結構 圖1背靠背雙PWM變換器結構 3 1機側變換器控制策略 永磁同步發(fā)電機在同步旋轉坐標系下的數(shù)學模型 3 1 式中 為定子電壓在d q軸分量 為電機同步電角速度 為定子電阻 為轉子磁鏈 為定子電流在d q軸分量 為d q軸同步電感 對式3 1進行標幺化 可得到 3 2 3 1機側變換器控制策略 將式3 2以標幺值表示 可化為 3 3 思考 3 1機側變換器控制策略 1 為什么式3 1與式3 3的結構不同 為什么 2 如果對時間進行標幺化 兩種方法方程式相同嗎 PMSG的電磁轉矩方程 3 1機側變換器控制策略 3 4 對式3 4進行標幺化 可得到 將式以標幺值表示 可化為 3 5 3 6 思考 式3 4與式3 6有什么不同 為什么 3 1機側變換器控制策略 運動方程 3 7 對式3 7進行標幺化 得到標幺化功率方程 3 8 將式3 8以標幺值表示 可化為 3 9 式3 9可化為 3 10 為慣性常數(shù) 單位為秒 思考 對時間標幺化后 方程式為什么 3 1機側變換器控制策略 3 1機側變換器控制策略 功率方程為 3 11 對式3 10進行標幺化 得到標幺化功率方程 3 12 3 1機側變換器控制策略 注意點 圖3 1電機側變換器控制框圖 1 雙閉環(huán) 2 電壓前饋解耦 3 PI控制器 標幺化 內外限幅 PI控制器數(shù)學方程式及標幺化 1 電流PI控制器 以d軸為例 由圖3 1可以看出電流內環(huán)中電流的偏差經(jīng)過PI調節(jié)器后輸出為電壓信號 所以可表示為 整理 從而得到 3 13 3 14 3 15 2 轉速PI控制器 PI控制器數(shù)學方程式及標幺化 轉速偏差經(jīng)過PI調節(jié)器后輸出電流信號 所以可表示為 整理 從而得到 3 17 3 18 3 16 3 2網(wǎng)側變換器控制策略 在dq坐標系下網(wǎng)側變換器數(shù)學模型 3 16 思考 1 方程式與PMSG方程式有什么區(qū)別 2 如何標幺化 對式3 16進行標幺化 可得到 3 2網(wǎng)側變換器控制策略 3 17 3 2網(wǎng)側變換器控制策略 將式3 18以標幺值表示 可化為 3 18 3 2網(wǎng)側變換器控制策略 注意點 1 雙閉環(huán) 2 電壓前饋解耦 3 PI控制器標幺化 4 總結 1 已完成工作 永磁電機控制系統(tǒng)標幺化 PWM整流器控制系統(tǒng)標幺化 文檔工作整理 2 未完成工作 異步電機控