CN105048912B - 同步风力发电机的降噪电压获取方法、降噪方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种同步风力发电机的降噪电压获取方法、降噪方法和装置，方法包括：控制两相旋转坐标系下的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化；将高次谐波候选电压矢量转换为三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值，并与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值注入到同步风力发电机；监测同步风力发电机的振动或噪声值；并将各周期中，同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的高次谐波候选电压矢量作为高次谐波降噪电压。本发明的技术方案可降低发电机的振动和噪声，延长发电机使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种同步风力发电机的降噪电压获取方法、降噪方法和装置。
背景技术
在传统的永磁同步风力发电机(简称“发电机”)中，为产生恒定电磁转矩，需要发电机的电动势和电流均为正弦波，但实际上永磁或励磁磁场或定子绕组的空间分布不可能是完全正弦的，所以感应电动势的波形一定会发生畸变。同时，由逆变器馈入的定子电流，尽管经过调制可以逼近正弦波，但其中还是含有很多高次谐波。因感应电动势和定子电流的畸变引起的转矩称为纹波转矩，此纹波转矩会引起发电机振动和噪音问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种同步风力发电机的降噪电压获取方法、降噪方法和装置，以实现降低发电机的振动和噪声，延长发电机使用寿命。
为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种同步风力发电机的降噪电压获取方法，包括：
启动单次降噪电压获取流程，所述单次降噪电压获取流程包括：
控制两相旋转坐标系下的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化；
将所述各周期内所述高次谐波候选电压矢量转换为三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值；
将所述高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到所述同步风力发电机；
监测采用所述最终的三相电压给定值注入至所述同步风力发电机后，所述同步风力发电机的振动或噪声值；
将各周期中，所述同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的所述高次谐波候选电压矢量作为所述同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压。
本发明的实施例还提供了一种同步风力发电机的降噪方法，包括：
将通过如上所述同步风力发电机的降噪电压获取方法获取的所述高次谐波降噪电压转换为所述三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值；
将所述高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到所述同步风力发电机。
本发明的实施例还提供了一种同步风力发电机的降噪电压获取装置，包括：
启动控制模块，用于启动单次降噪电压获取流程；
周期控制模块，用于在所述单次降噪电压获取流程中控制两相旋转坐标系下的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化；
第一转换控制模块，用于在所述单次降噪电压获取流程中将所述各周期内所述高次谐波候选电压矢量转换为三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值；
第一求和注入模块，用于在所述单次降噪电压获取流程中将所述高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到所述同步风力发电机；
监测模块，用于监测采用所述最终的三相电压给定值注入至所述同步风力发电机后，所述同步风力发电机的振动或噪声值；
降噪电压确定模块，用于在所述单次降噪电压获取流程中将各周期中，所述同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的所述高次谐波候选电压矢量作为所述同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压。
本发明的实施例还提供了一种同步风力发电机的降噪装置，所述同步风力发电机的降噪装置与如上所述的同步风力发电机的降噪电压获取装置连接，所述同步风力发电机的降噪装置包括第二转换控制模块和第二求和注入模块；
所述第二转换控制模块，用于将所述同步风力发电机的降噪电压获取装置最终得到的所述高次谐波降噪电压转换为所述三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值；
所述第二求和注入模块，用于将所述高次谐波降噪电压对应的所述高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到所述同步风力发电机。
本发明实施例提供的同步风力发电机的降噪电压获取方法、降噪方法和装置，将两相旋转坐标系下高次谐波候选电压矢量在其预置范围内完成至少一次的周期性变化，并在各变化周期内将其转化为高次谐波的三相电压注入值注入至发电机；电压注入后，筛选发电机的振动或噪声值中的最小值对应的高次谐波候选电压矢量作为相应的高次谐波降噪电压，并利用该高次谐波降噪电压对发电机进行降噪处理，以延长发电机使用寿命。
附图说明
图1为本发明提供的同步风力发电机的降噪电压获取方法一个实施例的方法流程图；
图2为本发明采用的dq坐标系下高次谐波的电压矢量坐标示意图；
图3为本发明提供的同步风力发电机的降噪电压获取方法另一个实施例的方法流程图；
图4为本发明提供的同步风力发电机的降噪电压获取方法又一个实施例的方法流程图；
图5为本发明提供的同步风力发电机的降噪方法一个实施例的方法流程图；
图6为本发明提供的同步风力发电机的降噪方法另一个实施例的方法流程图；
图7为本发明提供的同步风力发电机的降噪电压获取装置一个实施例的结构示意图；
图8为本发明提供的同步风力发电机的降噪装置一个实施例的结构示意图。
附图标号说明
610-电网、620-变压器、630-网侧逆变器、640-机侧逆变器、650-风力发电机、660-振动及噪声传感器、670-叶轮及主轴传动***、680-高次谐波降噪电压获取装置、690-dq/abc坐标系转换模块、710-启动控制模块、720-周期控制模块、730-第一转换控制模块、740-第一求和注入模块、750-监测模块、760-降噪电压确定模块、800-同步风力发电机的降噪装置、810-第二转换控制模块、820-第二求和注入模块。
具体实施方式
现有技术中，如永磁同步风力发电机采用Y连接，定子电流中不含3和3的倍数次谐波，即定子电流中含有5、7、11、13等奇数次谐波，由于7次以上谐波衰减较快，因此，本方案可主要考虑5、7次电流谐波。假设此5、7次电流谐波和5、7次感应电动势谐波同相位，则由5、7次谐波可产生6次的纹波转矩，该纹波转矩会引起发电机较大的振动，产生音调较高的噪音，极大影响发电机的使用寿命。
为解决上述永磁同步发电机6次纹波转矩，本发明的方案构思是通过机侧逆变器向发电机中注入如5、7次谐波电压，以抵消发电机本身固有的5、7次谐波电动势，从而抵消或降低发电机中5、7次谐波电流，降低或消除6次纹波转矩，从而降低或消除永磁同步发电机的振动和噪音问题。
实施例一
图1为本发明提供的同步风力发电机的降噪电压获取方法一个实施例的方法流程图，该方法的执行主体可以为风电机组的机侧逆变器的控制器或者集成在控制器中的装置或设备。如图1所示，该同步风力发电机的降噪电压获取方法包括周期性启动单次降噪电压获取流程，所述单次降噪电压获取流程包括步骤S110～S150：
S110，控制两相旋转坐标系下的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化。
本实施例中，将发电机原有的矢量算法控制中给定的两相旋转坐标系(dq坐标系)下的电压矢量称为基波矢量，而所述的高次谐波候选电压矢量可以为dq坐标系下相对于基波电压矢量的5次、7次谐波的电压矢量。
图2为本方案所述实施例中采用的dq坐标系下高次谐波的电压矢量坐标示意图。如图2所示，其中，a、b、c构成三相定子静止坐标系abc，各坐标轴之间相差120°，其中a轴定义在A向定子绕组上；α、β构成两相定子静止坐标系αβ，α轴也定义在A向定子绕组上，和a轴是同一条轴线；d、q构成两相转子旋转坐标系dq，且图2中分别示出了基波(1th)、五次谐波(5th)、七次谐波(7th)的dq坐标系；其中基波d轴(1th d)定义在转子的磁场方向轴线上；θ、-5θ、7θ分别为相应坐标系下转子位置角度、ω、-5ω、7ω分别为相应坐标系下发电机的电角速度；Uf、Us5th、Us7th分别为相应坐标系下电压矢量；Udf、Uqf、Ud5th、Uq5th、Ud7th、Uq7th分别为相应坐标系下电压矢量的直轴分量或交轴分量；θf、θ5th、θ7th分别为相应坐标系下电压矢量与d轴的夹角(电压矢量的相位角)。
本实施例即给定如图2中所示的高次谐波候选电压矢量如Us5th、Us7th作为上述高次谐波候选电压矢量，并控制其在相应预置范围内完成至少一次的周期性变化包括幅值和相位角的变化。具体变化过程以及所述预置范围不作限定。
S120，将各周期内高次谐波候选电压矢量转换为三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值。
具体地，首先，可通过公式(1)和(2)将各周期内高次谐波候选电压矢量转换为相应坐标系下的直轴分量和交轴分量。
然后，将高次谐波候选电压矢量的直轴分量和交轴分量通过坐标变换如公式(3)和(4)进行转换，生成高次谐波候选电压矢量在三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值。
其中，Ua5th、Ub5th、Uc5th；Ua7th、Ub7th、Uc7th分别为5次或7次谐波候选电压矢量在三相静止坐标系下对应的高次谐波的a、b、c三相电压注入值。
S130，将高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到同步风力发电机。
具体地，可将如上述得到的5次或7次谐波候选电压矢量在三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值Ua5th、Ub5th、Uc5th或Ua7th、Ub7th、Uc7th分别与图2中所示的基波电压矢量Uf所对应的三相电压注入值Uaf、Ubf、Ucf对应相加后，其和值Ua5th+Uaf、Ub5th+Ubf、Uc5th+Ucf作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到同步风力发电机。
S140，监测采用最终的三相电压给定值注入至同步风力发电机后，同步风力发电机的振动或噪声值。
由于现有技术中，纹波转矩造成发电机发生振动，生成噪声，而本实施例是通过周期性向发电机注入变化的高次谐波电压，从而来筛选出能够减小发电机的振动或噪声的高次谐波电压值。在具体筛选过程中，主要是通过振动及噪声传感器监测采用上述最终的三相电压给定值注入至同步风力发电机后，同步风力发电机的振动或噪声值来确定
S150，将各周期中，同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的高次谐波候选电压矢量作为同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压。
理论上，当发电机的振动或噪声值最小时，表征对应的高次谐波的三相电压注入值具有最好的降噪作用，本实施例中，将该高次谐波的三相电压注入值对应的高次谐波候选电压矢量作为发电机相应的高次谐波降噪电压。
本发明实施例提供的同步风力发电机的降噪电压获取方法，通过将两相旋转坐标系下高次谐波候选电压矢量在其预置范围内完成至少一次的周期性变化，并在各变化周期内将其转化为高次谐波的三相电压注入值与基波的三相电压给定值共同注入至发电机；电压注入后，筛选发电机的振动或噪声值中的最小值对应的高次谐波候选电压矢量作为相应的高次谐波降噪电压。本方案通过机侧逆变器向发电机端注入合适的幅值和相位角高次谐波电压，以抵消掉发电机感应电动势中谐波电压分量，从而使得感应电动势更为正弦，进而使得发电机电流更为正弦，从而消除谐波转矩引起的发电机振动和噪声，延长发电机使用寿命。
实施例二
图3为本发明提供的同步风力发电机的降噪电压获取方法另一个实施例的方法流程图，可视为图1所示方法实施例的一种具体实现方式。在图1所示实施例的基础上，本实施例还示出了步骤S110，控制两相旋转坐标系下的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化的具体实现过程；以及步骤S150，确定高次谐波降噪电压的具体实现方法。如图3所示，该同步风力发电机的降噪电压获取方法包括：
S310，控制两相旋转坐标系下的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化。步骤S310的内容与前述步骤S110的内容相似。
具体地，本实施例给出了步骤S310的具体实现过程，包括步骤S311～S312。
S311，给定高次谐波候选电压矢量的初始幅值和初始相位角，控制高次谐波的初始幅值不变，初始相位角在相位角预置范围内完成一次的周期性变化。
具体地，为了保证初始的高次谐波候选电压矢量对发电机的振动或噪声的影响，可将初始幅值设置较大些，如可以是发电机的额定谐波电压Un，初始相位角可以任取，如0°到360°中的任意值。
在高次谐波候选电压矢量进行周期性变化过程中，可先控制高次谐波的初始幅值不变，初始相位角在相位角预置范围内(如0°到360°)完成一次的周期性变化。
在该变化过程中，可同步执行上述步骤S120～S140，以监测得到各周期内，采用最终的三相电压给定值注入至同步风力发电机后，同步风力发电机的振动或噪声值。
S312，以相位角的周期性变化中，同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应相位角作为特定相位角不变，控制初始幅值在幅值预置范围内完成一次的周期性变化。
在高次谐波候选电压矢量以初始幅值不变，初始相位角在相位角预置范围内进行的周期变化过程中，提取各周期内对应的电机的振动或噪声值中的最小值，并将该最小值对应相位角作为特定相位角不变，控制上述初始幅值在幅值预置范围内如0到2％Un(对于5次谐波电压)或0到1％Un(对于7次谐波电压)完成一次的周期性变化。在该变化过程中，可同步执行步骤S120～S140，以监测得到各周期内对应的电机的振动或噪声值。
S320，判断高次谐波候选电压矢量在预置范围内是否完成至少一次的周期性变化，如果S320判断为否，则继续执行步骤S311或步骤S312，具体执行步骤与当前高次谐波候选电压矢量所处的周期性变化阶段为准，如当高次谐波候选电压矢量所处相位角变化阶段时，执行步骤S311，所处幅值变化阶段时，执行步骤S312。如果S320判断为是，则执行步骤S330。
S330，将以特定相位角不变，初始幅值在幅值预置范围内完成一次的周期性变化中，同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的幅值标记为特定幅值,并将特定幅值以及特定相位角构成的电压矢量作为同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压。步骤S330可视为步骤S150的细化步骤。
具体地，基于步骤S311～S312示出的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化的具体变化过程。本实施例将上述确定的特定相位角以及特定幅值构成的电压矢量作为同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压。
基于上述降噪电压的获取方法，可得到包括：五次谐波候选电压矢量、七次谐波候选电压矢量中的至少一种所对应的5次、7次谐波降噪电压。
进一步地，在执行各单次降噪电压获取流程时，还可以设置发电机所处的输出功率段，从而得到同步风力发电机在各输出功率段内对应所述高次谐波降噪电压。所述的输出功率段为小于发电机额定功率的功率段。
如图4所示，本实施例以获取发电机的5次谐波的降噪电压获取方法为例，对图3所示方法进行详细说明。
参照图4：启动单次降噪电压获取流程。
S410，给定5次谐波候选电压矢量的初始幅值和初始相位角。
S420，以初始幅值不变，初始相位角变化10°；具体的，初始相位角可在0°到360°之间循环变化，相位角变化间隔为10度。
S430，判断初始相位角是否达到指定值，该指定值可表征初始相位角已完成一次0°到360°的周期性变化。若步骤S430判断为是，则执行步骤S440；若步骤S430判断为否，则返回至步骤420。
S440，记录该变化过程中最小发电机振动值或噪声值对应的相位角，并将其确定为特定相位角。
S450，以特定相位角不变，将初始幅值变化0.02％Un，其中Un为发电机的额定功率；具体地，初始幅值可从0逐渐增大到发电机的最大理论幅值(对于5次谐波的最大理论幅值大约为2％Un)。且幅值变化间隔为0.02％Un。
S460，判断幅值变化是否达到最大理论值，该最大理论值可表征初始幅值已完成一次阈值范围内的周期性变化。若步骤S460判断为是，则执行步骤470；若步骤S460判断为否，则返回至步骤450。
S470，记录该变化过程中最小发电机振动值或噪声值对应的幅值为特定幅值，并将特定幅值和上述特定相位角构成的电压矢量确定为5次谐波降噪电压。
S480，将发电机的输出功率增加10％。
S490判断发电机的输出功率是否达到额定功率。若是，则本次降噪电压获取流程结束，且整个同步风力发电机的降噪电压获取方法结束；若否，则返回至步骤S410，以开始下一输出功率段的单次降噪电压获取流程。
本发明实施例提供的同步风力发电机的降噪电压获取方法，在图1所示方法实施例的基础上，进一步示出了如何控制两相旋转坐标系下的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化的具体实现方式；以及，确定高次谐波降噪电压的具体实现过程。采用先固定高次谐波候选电压矢量的幅值不变，相位角周期变化，来确定特定相位角；然后，再以特定相位角不变，幅值周期性变化来确定特定幅值的方式，来筛选高次谐波降噪电压，实现过程简单、快捷，且筛选结果较准确。
实施例三
图5为本发明提供的同步风力发电机的降噪方法一个实施例的方法流程图，该方法基于前述图1、图3和图4中任一种所述方法实施例中获取的高次谐波降噪电压作为输入参量，对同步风力发电机进行降噪处理。如图5所示，该同步风力发电机的降噪方法包括步骤如下：
S510，将获取的高次谐波降噪电压转换为三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值。
S520，将高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到同步风力发电机。
步骤S510～520的内容与前述步骤S120～130对应相似，具体地，可将高次谐波降噪电压视为一个高次谐波候选电压矢量进行计算即可，在此对步骤原理不做赘述。
在具体应用场景中，可将获取的如5次和7次的高次谐波降噪电压单独注入至发电机达到降噪目的，也可将两个高次谐波降噪电压同时注入至发电机达到更加理想的降噪目的。
如图6所示，本实施例示出了一种将5次和7次的高次谐波降噪电压同时注入至发电机的同步风力发电机的降噪方法。在图6中，电网610、变压器620、网侧逆变器630、机侧逆变器640、风力发电机650、叶轮及主轴传动***670共同构成了风电机组的控制***。而本实施例所示方法的执行主体即为机侧逆变器640。
具体地，通过振动及噪声传感器660可以周期性监测发电机的振动或噪声值，并将检测值发送至高次谐波噪声电压获取装置680中，该高次谐波降噪电压获取装置680可完成如图1、图3和图4所示实施例的方法步骤，得到5次、7次谐波降噪电压。将获得的5次、7次谐波降噪电压矢量Us5th、Us7th以及对应的相位角θ5th、θ7th进行dq轴值分量的转换，以转换成相应5次、7次谐波的dq坐标系下的d、q轴值分量：Ud5th、Uq5th、Ud7th、Uq7th。然后将得到的d、q轴值分量再经dq/abc坐标系转换模块690处理，得到三相静止坐标系下的三相电压注入值：Ua5th、Ub5th、Uc5th；Ua7th、Ub7th、Uc7th。将5次、7次的三相电压注入值以及原风电机组中的控制矢量算法的基波的三相电压给定值对应相加，其和值Ua5th+Ua7th+Uaf、Ub5th+Ub7th+Ubf、Uc5th+Uc7th+Ucf作为最终的三相电压给定值Ua、Ub、Uc经空间矢量脉宽调制SVPWM算法生成调制信号，然后通过机侧逆变器640注入到同步风力发电机。其中，基波的d、q轴坐标系中发电机转子的角度位置θ以及角速度ω可通过检测发电机侧a、b、c三相电压的电流ia、ib、ic后通过无位置传感器算法得到，该算法为现有技术，不作赘述。
本发明实施例提供的同步风力发电机的降噪方法，是基于前述各实施例中获取的高次谐波降噪电压完成，通过将获取高次谐波降噪电压转换成三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值，并叠加在原始的基波的三相电压给定值上，注入到发电机中，从而达到降噪的目的。
实施例四
图7为本发明提供的同步风力发电机的降噪电压获取装置一个实施例的结构示意图，可用于执行图1、图3、图4所示实施例的方法步骤，如图7所示，该同步风力发电机的降噪电压获取装置680包括：启动控制模块710、周期控制模块720、第一转换控制模块730、第一求和注入模块740、监测模块750和降噪电压确定模块760。
启动控制模块710，用于启动单次降噪电压获取流程；周期控制模块720，用于在单次降噪电压获取流程中控制两相旋转坐标系下的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化；第一转换控制模块730，用于在单次降噪电压获取流程中将各周期内高次谐波候选电压矢量转换为三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值；第一求和注入模块740，用于在单次降噪电压获取流程中将高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到同步风力发电机；监测模块750，用于监测采用最终的三相电压给定值注入至同步风力发电机后，同步风力发电机的振动或噪声值；降噪电压确定模块760，用于在单次降噪电压获取流程中将各周期中，同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的高次谐波候选电压矢量作为同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压。
在此基础上，上述周期控制模块720，还可包括：第一周期控制单元，用于给定高次谐波候选电压矢量的初始幅值和初始相位角，控制高次谐波的初始幅值不变，初始相位角在相位角预置范围内完成一次的周期性变化；第二周期控制单元，以相位角的周期性变化中，同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应相位角作为特定相位角不变，控制初始幅值在幅值预置范围内完成一次的周期性变化。
进一步地，上述降噪电压确定模块760，还可用于将以特定相位角不变，初始幅值在幅值预置范围内完成一次的周期性变化中，同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的幅值标记为特定幅值,并将特定幅值以及特定相位角构成的电压矢量作为同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压。
进一步地，上述高次谐波候选电压矢量包括：五次谐波候选电压矢量、七次谐波候选电压矢量中的至少一种。
进一步地，上述启动控制模块710，还可用于在同步风力发电机处在小于其额定功率的各预置的输出功率段时，分别启动单次降噪电压获取流程，以得到同步风力发电机在各输出功率段内对应的高次谐波降噪电压。
本发明实施例提供的同步风力发电机的降噪电压获取装置，通过将两相旋转坐标系下高次谐波候选电压矢量在其预置范围内完成至少一次的周期性变化，并在各变化周期内将其转化为高次谐波的三相电压注入值与基波的三相电压给定值共同注入至发电机；电压注入后，筛选发电机的振动或噪声值中的最小值对应的高次谐波候选电压矢量作为相应的高次谐波降噪电压。本方案通过机侧逆变器向发电机端注入合适的幅值和相位角高次谐波电压，以抵消掉发电机感应电动势中谐波电压分量，从而使得感应电动势更为正弦，进而使得发电机电流更为正弦，从而消除谐波转矩引起的发电机振动和噪声，延长发电机使用寿命。
实施例五
图8为本发明提供的同步风力发电机的降噪装置一个实施例的结构示意图，可用于执行图5、图6所示实施例的方法步骤，如图8所示，该同步风力发电机的降噪装置800与如图7所示的同步风力发电机的高次谐波降噪电压获取装置680相连接，该同步风力发电机的降噪装置包括：第二转换控制模块810和第二求和注入模块820。
第二转换控制模块810，用于将同步风力发电机的高次谐波降噪电压获取装置680最终得到的高次谐波降噪电压转换为三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值；第二求和注入模块820，用于将高次谐波降噪电压对应的高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到所述同步风力发电机。
本发明实施例提供的同步风力发电机的降噪装置，是基于前述实施例中获取的高次谐波降噪电压完成，通过将获取高次谐波降噪电压转换成三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值，并叠加在原始的基波的三相电压给定值上，注入到发电机中，从而达到降噪的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种同步风力发电机的降噪电压获取方法，其特征在于，包括：启动单次降噪电压获取流程，所述单次降噪电压获取流程包括：
控制两相旋转坐标系下的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化；
将所述各周期内所述高次谐波候选电压矢量转换为三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值；
将所述高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到所述同步风力发电机；
监测采用所述最终的三相电压给定值注入至所述同步风力发电机后，所述同步风力发电机的振动或噪声值；
将各周期中，所述同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的所述高次谐波候选电压矢量作为所述同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压；
其中，所述控制两相旋转坐标系下的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化包括：
给定所述高次谐波候选电压矢量的初始幅值和初始相位角，控制所述高次谐波的初始幅值不变，初始相位角在相位角预置范围内完成一次的周期性变化；然后，
以所述相位角的周期性变化中，所述同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应相位角作为特定相位角不变，控制所述初始幅值在幅值预置范围内完成一次的周期性变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将各周期中，所述同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的所述高次谐波候选电压矢量作为所述同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压包括：
将以所述特定相位角不变，所述初始幅值在所述幅值预置范围内完成一次的周期性变化中，所述同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的幅值标记为特定幅值,并将所述特定幅值以及所述特定相位角构成的电压矢量作为所述同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述高次谐波候选电压矢量包括：五次谐波候选电压矢量、七次谐波候选电压矢量中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述同步风力发电机处在小于其额定功率的各预置的输出功率段时，分别启动所述单次降噪电压获取流程，以得到所述同步风力发电机在各所述输出功率段内对应所述高次谐波降噪电压。
5.一种同步风力发电机的降噪方法，其特征在于，包括：
将通过所述权利要求1-4中任一种所述方法获取的所述高次谐波降噪电压转换为所述三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值；
将所述高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到所述同步风力发电机。
6.一种同步风力发电机的降噪电压获取装置，其特征在于，包括：
启动控制模块，用于启动单次降噪电压获取流程；
周期控制模块，用于在所述单次降噪电压获取流程中控制两相旋转坐标系下的高次谐波候选电压矢量在预置范围内完成至少一次的周期性变化；
第一转换控制模块，用于在所述单次降噪电压获取流程中将所述各周期内所述高次谐波候选电压矢量转换为三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值；
第一求和注入模块，用于在所述单次降噪电压获取流程中将所述高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到所述同步风力发电机；
监测模块，用于监测采用所述最终的三相电压给定值注入至所述同步风力发电机后，所述同步风力发电机的振动或噪声值；
降噪电压确定模块，用于在所述单次降噪电压获取流程中将各周期中，所述同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的所述高次谐波候选电压矢量作为所述同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压；
其中，所述周期控制模块，包括：
第一周期控制单元，用于给定所述高次谐波候选电压矢量的初始幅值和初始相位角，控制所述高次谐波的初始幅值不变，初始相位角在相位角预置范围内完成一次的周期性变化；
第二周期控制单元，用于以所述相位角的周期性变化中，所述同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应相位角作为特定相位角不变，控制所述初始幅值在幅值预置范围内完成一次的周期性变化。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述降噪电压确定模块，具体用于：
将以所述特定相位角不变，所述初始幅值在所述幅值预置范围内完成一次的周期性变化中，所述同步风力发电机的振动或噪声值中的最小值对应的幅值标记为特定幅值,并将所述特定幅值以及所述特定相位角构成的电压矢量作为所述同步风力发电机相应的高次谐波降噪电压。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述高次谐波候选电压矢量包括：五次谐波候选电压矢量、七次谐波候选电压矢量中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述启动控制模块，还用于：
在所述同步风力发电机处在小于其额定功率的各预置的输出功率段时，分别启动所述单次降噪电压获取流程，以得到所述同步风力发电机在各所述输出功率段内对应所述高次谐波降噪电压。
10.一种同步风力发电机的降噪装置，其特征在于，所述同步风力发电机的降噪装置与如权利要求6-9中任一项所述的同步风力发电机的降噪电压获取装置连接，所述同步风力发电机的降噪装置包括第二转换控制模块和第二求和注入模块；
所述第二转换控制模块，用于将所述同步风力发电机的降噪电压获取装置最终得到的所述高次谐波降噪电压转换为所述三相静止坐标系下对应的高次谐波的三相电压注入值；
所述第二求和注入模块，用于将所述高次谐波降噪电压对应的所述高次谐波的三相电压注入值与机侧逆变器控制器给定的基波的三相电压给定值对应叠加后，其和值作为最终的三相电压给定值通过机侧逆变器注入到所述同步风力发电机。
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