单相开路故障的五相永磁同步电机(permanent-magnet synchronous motor,PMSM)采用有限集模型预测转矩和磁链控制(finite-control-set model predictive torque and flux control,FCS-MPTFC)策略,存在转矩脉动大、价值函数的权重系数整定困难、迭代计算量大以及共模电压(commonmode voltage,CMV)高等问题。为此,该文提出一种简化FCS-MPTFC策略。首先,建立五相PMSM在单相开路故障情况下的数学模型,并分析CMV产生的机理。其次,以抑制3次谐波电流的原则合成等幅值虚拟电压矢量(virtual voltage vector,V^(3)),并将转矩和磁链价值函数等效转化为电压价值函数,同时采用无差拍控制思想计算出参考电压矢量,进而通过合理划分扇区,直接获得最优V^(3)。最后,选择方向相反的两个基电压矢量代替零矢量,以减小开路故障下的CMV。仿真和实验结果表明:所提控制策略不仅能抑制单相开路故障导致的转矩脉动、降低计算负荷和CMV、抑制电流谐波,而且具有优良的稳态和动态性能。
为提高风电场的低-高电压连续故障穿越能力,提出一种基于虚拟磁链的静止无功发生器(static var generator,SVG)控制策略。首先,分析双馈感应发电机、调相机和SVG对暂态电压的支撑效果;其次,建立同步调相机与SVG的暂态无功响应模型,明确磁链不突变是两者暂态电压支撑差异的关键因素;再次,将调相机磁链守恒性质叠加到SVG暂态响应特性中,提出基于虚拟磁链的SVG控制策略,并调整控制器参数,确保SVG的无功响应能力最大化;最后,通过仿真验证提出的SVG控制策略对暂态低电压的支撑和过电压的抑制都有良好效果,能够提高风电机组的故障穿越能力。
