[發明專利]雙饋風力發電機無功功率的控制方法

無效

• 申請號: 201110279433.1
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102355192A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 楊柳;劉嫣紅;毛志懷
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02J3/18
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所 11248
• 代理人: 徐林

1.一種雙饋風力發電機無功功率的控制方法，所述雙饋風力發電機具有雙饋電機，該電機具有向電網供電的定子，所述電網具有額定值的電壓；與所述定子耦合的驅動轉子，所述轉子一端通過變速齒輪連接到風力渦輪機，所述轉子繞組為三相繞線式轉子繞組，電網通過變流器為轉子供電，所述變流器通過電刷和集電環與轉子繞組連接，所述方法包括如下步驟：

(a)利用空載和堵轉試驗來測定電機定子電阻R_s、定子繞組電感Ls、定轉子繞組互感L_M等參數，轉步驟(b)；

(b)預先給定一轉子勵磁電流在風力渦輪機拖動下，并入電網，轉步驟(c)；

(c)給定定子輸出無功功率為Q^*，轉步驟(d)；

(d)給定采樣周期T，通過光電編碼盤檢測發電機轉子位置，進而通過微分可求出轉子轉速，從而得到電機轉差頻率ω₂，測量定子第K次輸出的電壓、電流矢量U_K、I_K，并計算出定子第K次輸出的無功功率Q_K(K＝1，2……)，比較Q^*與Q_K，得到Q^*與Q_K的差ΔQ_K＝Q^*-Q_K，并將ΔQ_K存儲到控制器的存儲單元中，測量出或根據磁鏈模型，計算出定子磁鏈的有效值ψ_s及其在靜止αβ坐標軸上的相位，將其折算到dq同步旋轉坐標軸上，得到定子磁鏈矢量與d軸夾角為A，將轉子勵磁電流也映射到dq旋轉軸上，在該坐標軸上，可得到定子磁鏈與轉子勵磁電流的夾角令轉步驟(e)；

(e)在ΔQ_K的基礎上，利用PI增量調節算法可得到X1的增量ΔX_K，轉步驟(f)；

(f)求出X_K＝X₁+ΔX_K，轉步驟(g)；

(g)給定為在0到60度之間任一角度，在變流控制器的控制作用下，向轉子繞組輸出變換到同步旋轉坐標軸dq上與d軸夾角為有效值為頻率為轉差頻率ω₂的轉子電流；轉步驟(h)；

(h)令K＝K+1，在同步旋轉坐標軸dq上令的有效值為其與d軸夾角為轉步驟(c)。

2.如權利要求1所述的雙饋風力發電機無功功率的控制方法，其中步驟(e)中，PI增量調節算法得到X₁的增量ΔX_K的方法為：

ΔXK=KQ(ΔQK-ΔQk-1+TTQΔQK)]]>

其中，K_Q為比例系數，T_Q為積分時間常數，可通過常規的參數整定方法確定。而ΔQ_K、ΔQ_k-1為第K次與第K-1次采樣周期中給定定子輸出無功功率與定子實際輸出的無功功率的差，T為一個采樣周期的時間。

3.如權利要求1所述的雙饋風力發電機無功功率的控制方法，其中步驟(C)中，磁鏈模型為u-i電壓電流模型。

4.如權利要求1所述的雙饋風力發電機無功功率的控制方法，其中步驟(C)中，在定子α軸和β軸的氣隙處嵌放磁敏元件，直接檢測出定子磁鏈在定子α軸和β軸的分量ψ_αs和ψ_βs。據此可求得定子磁鏈的有效值ψ_s以及與α軸的夾角。