本发明涉及风力发电及电力电子控制，尤其涉及一种多并联变流器零序环流抑制方法及控制装置。
背景技术：
1、近年来，世界各国正大力发展新能源，其中开发风能是重要的途径。为了提升风能获取效率，提升风电的经济型，风电机组不断朝大型化方向发展，目前陆上风电机组单机容量已突破10mw，海上风电机组最大单机容量达到18mw，预计20mw等级风电机组很快就会发布。
2、为了满足大型风电机组电能变换及并网需求，风电变流器需要提供与风电机组容量匹配的变流容量，因此大功率风电变流器容量不断增大。
3、目前风电变流器的主流拓扑结构为背靠背的三相pwm变换器。为了提升变流器容量，需要各层面采用并联手段，一是igbt器件级并联，二是功率模组并联，三是机柜并联，其中功率模组并联除了在硬件层面需要进行专门设计，还需要有专门的软件控制策略实现系统的稳定可靠。
4、对于大功率风电变流器，一般采用多并联结构实现容量提升，即机侧变流器和网侧变流器采用多个功率模块并联，各网侧功率模块分别通过网侧电抗器后并联接入电网，各机侧功率模块分别通过机侧电抗器后并联连接到电机。由于各并联功率模块中igbt开关时间、电抗器参数、pwm控制信号死区存在差异，各并联模块之间容易出现不均流，其中零序环流是最为棘手的工程技术问题，会导致变流器中有些并联功率模块过载，影响变流器的效率，并且威胁系统可靠性。
技术实现思路
1、为了解决多并联变流器零序环流及并联不均流问题，本发明提出一种多并联变流器零序环流抑制方法及控制装置，可有效抑制并联模块的零序环流及模块间的不均流问题。
2、本发明采用的技术方案如下：
3、一方面，本发明提出一种多并联变流器零序环流抑制方法，包括：
4、采集多个并联模块的三相电流，将所述三相电流及其总电流转换至旋转坐标系下对应的dqo轴电流；
5、基于所述dqo轴电流计算用于环路控制多个并联模块的调制电压给定值，并基于所述调制电压给定值生成对应并联模块的pwm信号；
6、将所述pwm信号进行隔离放大后用于并联模块中功率器件的驱动控制，从而实现并联模块之间的零序环流抑制控制。
7、进一步地，若并联模块设置有三个，分别为第一并联模块、第二并联模块和第三并联模块，则所述采集多个并联模块的三相电流，将所述三相电流及其总电流转换至旋转坐标系下对应的dqo轴电流，包括：采集第一并联模块、第二并联模块和第三并联模块对应的电抗器三相电流iabc1、iabc2和iabc3，根据这三组电流计算总电流iabc，再对这四组电流分别进行旋转变换得到对应到静止坐标系下的dqo轴电流idqo1、idqo2、idqo3和idqo。
8、进一步地，所述环路控制包括：将静止坐标系下的电流环路控制分为三组控制环路，包括一组总电流控制环路和两组模块电流控制环路；所述总电流控制环路包括d、q轴两个电流环，所述模块电流控制环路包括d、q、o轴三个电流环。
9、进一步地，所述总电流控制环路采用变流器的dq轴总给定电流idref、iqref为给定值，分别用d、q轴电流id、iq作为反馈，经过控制器运算和解耦后得到并联模块交流侧电压输出参考值udref、uqref；将电压输出参考值udref、uqref经过脉宽调制后得到第一并联模块的igbt控制信号pwm1。
10、进一步地，所述模块电流控制环路的d、q轴给定电流设置为总给定电流idref、iqref的1/3，o轴给定电流设置为0；分别以第二并联模块和第三并联模块的d、q、o轴电流作为反馈，各给定值和反馈值作差后经控制运算和限幅后得到d、q、o轴电压参考值udqo1ref和udqo2ref，其中d、q轴电压参考值udq1ref、udq2ref与电压参考值udqref相加分别作为第二并联模块和第三并联模块的交流侧电压输出参考值；再结合第二并联模块和第三并联模块各自的o轴电压参考值uo1ref、uo2ref，分别经过脉宽调制后得到第二并联模块和第三并联模的igbt控制信号pwm2、pwm3。
11、另一方面，本发明提出一种多并联变流器零序环流控制装置，包括：
12、电流采集单元，被配置为采集多个并联模块的三相电流；
13、旋转变换单元，被配置为将所述三相电流及其总电流转换至旋转坐标系下对应的dqo轴电流；
14、电流控制单元，被配置为基于所述dqo轴电流计算用于环路控制多个并联模块的调制电压给定值；
15、pwm调制生成单元，被配置为基于所述调制电压给定值生成对应并联模块的pwm信号；
16、pwm隔离放大单元，被配置为将所述pwm信号进行隔离放大后用于并联模块中功率器件的驱动控制，从而实现并联模块之间的零序环流抑制控制。
17、进一步地，若并联模块设置有三个，分别为第一并联模块、第二并联模块和第三并联模块，则通过所述电流采集单元采集第一并联模块、第二并联模块和第三并联模块对应的电抗器三相电流iabc1、iabc2和iabc3，通过旋转变换单元根据这三组电流计算总电流iabc，并对这四组电流分别进行旋转变换得到对应到静止坐标系下的dqo轴电流idqo1、idqo2、idqo3和idqo。
18、进一步地，所述电流控制单元的环路控制包括：将静止坐标系下的电流环路控制分为三组控制环路，包括一组总电流控制环路和两组模块电流控制环路；所述总电流控制环路包括d、q轴两个电流环，所述模块电流控制环路包括d、q、o轴三个电流环。
19、进一步地，所述总电流控制环路采用变流器的dq轴总给定电流idref、iqref为给定值，分别用d、q轴电流id、iq作为反馈，经过控制器运算和解耦后得到并联模块交流侧电压输出参考值udref、uqref；将电压输出参考值udref、uqref经过脉宽调制后得到第一并联模块的igbt控制信号pwm1。
20、进一步地，所述模块电流控制环路的d、q轴给定电流设置为总给定电流idref、iqref的1/3，o轴给定电流设置为0；分别以第二并联模块和第三并联模块的d、q、o轴电流作为反馈，各给定值和反馈值作差后经控制运算和限幅后得到d、q、o轴电压参考值udqo1ref和udqo2ref，其中d、q轴电压参考值udq1ref、udq2ref与电压参考值udqref相加分别作为第二并联模块和第三并联模块的交流侧电压输出参考值；再结合第二并联模块和第三并联模块各自的o轴电压参考值uo1ref、uo2ref，分别经过脉宽调制后得到第二并联模块和第三并联模的igbt控制信号pwm2、pwm3。
21、本发明的有益效果在于：
22、1、本发明中采用总电流dq轴电流控制和模块电流dqo轴电流控制，其中第一个模块不需要单独的dqo轴电流控制环路，直接采用总电流控制计算得到的dq轴给定电压，其他并联模块给定电压用总电流控制环路计算得到的dq轴给定电压进行补偿。本发明可以减少总的电流控制环路数量，提升稳态和动态均流能力。
23、2、本发明提供的多并联变流器零序环流抑制方法及控制装置，是针对风电变流器中多并联拓扑中存在零序环流和不均流的问题，通过总电流dq轴电流控制器和并联模块dqo轴电流控制器的控制，能够有效避免并联模块间零序电流和不均流，避免因模块内部和模块间电流分配不均衡导致的功率器件电压、电流应力过大，有利于提升系统的可靠性和电能质量。
1.一种多并联变流器零序环流抑制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种多并联变流器零序环流抑制方法，其特征在于，若并联模块设置有三个，分别为第一并联模块、第二并联模块和第三并联模块，则所述采集多个并联模块的三相电流，将所述三相电流及其总电流转换至旋转坐标系下对应的dqo轴电流，包括：
3.根据权利要求2所述的一种多并联变流器零序环流抑制方法，其特征在于，所述环路控制包括：将静止坐标系下的电流环路控制分为三组控制环路，包括一组总电流控制环路和两组模块电流控制环路；所述总电流控制环路包括d、q轴两个电流环，所述模块电流控制环路包括d、q、o轴三个电流环。
4.根据权利要求3所述的一种多并联变流器零序环流抑制方法，其特征在于，所述总电流控制环路采用变流器的dq轴总给定电流idref、iqref为给定值，分别用d、q轴电流id、iq作为反馈，经过控制器运算和解耦后得到并联模块交流侧电压输出参考值udref、uqref；将电压输出参考值udref、uqref经过脉宽调制后得到第一并联模块的igbt控制信号pwm1。
5.根据权利要求4所述的一种多并联变流器零序环流抑制方法，其特征在于，所述模块电流控制环路的d、q轴给定电流设置为总给定电流idref、iqref的1/3，o轴给定电流设置为0；分别以第二并联模块和第三并联模块的d、q、o轴电流作为反馈，各给定值和反馈值作差后经控制运算和限幅后得到d、q、o轴电压参考值udqo1ref和udqo2ref，其中d、q轴电压参考值udq1ref、udq2ref与电压参考值udqref相加分别作为第二并联模块和第三并联模块的交流侧电压输出参考值；再结合第二并联模块和第三并联模块各自的o轴电压参考值uo1ref、uo2ref，分别经过脉宽调制后得到第二并联模块和第三并联模的igbt控制信号pwm2、pwm3。
6.一种多并联变流器零序环流控制装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种多并联变流器零序环流控制装置，其特征在于，若并联模块设置有三个，分别为第一并联模块、第二并联模块和第三并联模块，则通过所述电流采集单元采集第一并联模块、第二并联模块和第三并联模块对应的电抗器三相电流iabc1、iabc2和iabc3，通过旋转变换单元根据这三组电流计算总电流iabc，并对这四组电流分别进行旋转变换得到对应到静止坐标系下的dqo轴电流idqo1、idqo2、idqo3和idqo。
8.根据权利要求7所述的一种多并联变流器零序环流控制装置，其特征在于，所述电流控制单元的环路控制包括：将静止坐标系下的电流环路控制分为三组控制环路，包括一组总电流控制环路和两组模块电流控制环路；所述总电流控制环路包括d、q轴两个电流环，所述模块电流控制环路包括d、q、o轴三个电流环。
9.根据权利要求8所述的一种多并联变流器零序环流控制装置，其特征在于，所述总电流控制环路采用变流器的dq轴总给定电流idref、iqref为给定值，分别用d、q轴电流id、iq作为反馈，经过控制器运算和解耦后得到并联模块交流侧电压输出参考值udref、uqref；将电压输出参考值udref、uqref经过脉宽调制后得到第一并联模块的igbt控制信号pwm1。
10.根据权利要求9所述的一种多并联变流器零序环流控制装置，其特征在于，所述模块电流控制环路的d、q轴给定电流设置为总给定电流idref、iqref的1/3，o轴给定电流设置为0；分别以第二并联模块和第三并联模块的d、q、o轴电流作为反馈，各给定值和反馈值作差后经控制运算和限幅后得到d、q、o轴电压参考值udqo1ref和udqo2ref，其中d、q轴电压参考值udq1ref、udq2ref与电压参考值udqref相加分别作为第二并联模块和第三并联模块的交流侧电压输出参考值；再结合第二并联模块和第三并联模块各自的o轴电压参考值uo1ref、uo2ref，分别经过脉宽调制后得到第二并联模块和第三并联模的igbt控制信号pwm2、pwm3。
