[發明專利]雙饋風力發電機的逆軟儀表

有效

• 申請號: 201210046489.7
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102608412A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 張凱鋒;孫立;戴先中;許淼
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R21/06
• 分類號: G01R21/06;G01R19/25;G01P3/46
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明是一種用于在線實時測量雙饋風力發電機中一些關鍵待測變量的逆軟儀表，其中的關鍵待測變量包括轉子電流d軸分量和轉子電流q軸分量，屬于電力系統測量的技術領域。

背景技術

雙饋風力發電機目前在風力發電系統中得到了廣泛應用。雙饋風力發電機中轉子電流d軸分量I_dr和轉子電流q軸分量I_qr的測量對于雙饋風力發電機的運行監控具有重要意義，也是許多控制策略能夠實際應用的重要前提。

為實現雙饋風力發電機轉子電流d軸分量和轉子電流q軸分量的在線實時測量，通常有兩種方法：一種是坐標變換法，需要測量雙饋風力發電機的轉子三相電流，這類方法的缺點是坐標變換相當復雜，應用較麻煩；另一種是間接測量法，即基于特定的雙饋風力發電機模型和一些直接可測變量(如定子電壓、定子電流、轉子電流等)計算或估計出待測變量。目前已有的間接測量方法主要只針對模型中的定子磁鏈方程，而且需要測量定子端的三相電壓和電流，其中旋轉變換所需的定子電壓相角精度也難以保證。

為了進一步提高雙饋風力發電機轉子電流d軸分量I_dr和轉子電流q軸分量I_qr的在線實時測量精度，同時又在費用上經濟，在應用上簡便，需要設計針對完整的雙饋風力發電機模型的測量裝置，以滿足風力發電高性能監控系統及控制器的設計需求。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種可在線實時測量雙饋風力發電機中轉子電流d軸分量I_dr和轉子電流q軸分量I_qr的逆軟儀表。

技術方案：雙饋風力發電機逆軟儀表的實現方法是：首先，確定雙饋風力發電機中在線直接可測的變量(包括定子有功功率P_s、定子無功功率Q_s、定子電壓U_s、同步角速度ω_s)和關鍵待測變量(雙饋風力發電機的轉子電流d軸分量I_dr、轉子電流q軸分量I_qr)；然后，根據雙饋風力發電機的數學模型，建立雙饋風力發電機的逆模型；最后，基于逆模型實現逆軟儀表，并將逆軟儀表串接在雙饋風力發電機之后，實現對轉子電流d軸分量I_dr、轉子電流q軸分量I_qr的在線實時測量。

該逆軟儀表的輸入信號為雙饋風力發電機的1個直接可測輸入變量，即同步角速度ω_s，以及3個直接可測輸出變量，即定子有功功率P_s、定子無功功率Q_s和定子電壓U_s；輸出為雙饋風力發電機的2個關鍵待測變量，分別為轉子電流d軸分量I_dr和轉子電流q軸分量I_qr；逆軟儀表的第一輸入端接雙饋風力發電機的第一輸出端，逆軟儀表的第二輸入端接雙饋風力發電機的第二輸出端，逆軟儀表的第三輸入端接雙饋風力發電機的第三輸出端，逆軟儀表的第四輸入端接雙饋風力發電機的輸入端，逆軟儀表的2個輸出端分別為：轉子電流d軸分量I_dr和轉子電流q軸分量I_qr。

逆軟儀表采用數字信號處理器即DSP控制器及其外圍設備實現；逆軟儀表通過逆軟測量運算子程序實現；定子有功功率P_s、定子無功功率Q_s、定子電壓U_s和同步角速度ω_s通過模數轉換器即AD轉換器轉換成相應的數字量，并以中斷方式讀入DSP控制器；然后，DSP控制器進行逆軟測量運算，得到轉子電流d軸分量I_dr、轉子電流q軸分量I_qr的數值，并通過輸出顯示單元顯示輸出。

DSP控制器的運行包括；

DSP主程序先進行初始化，然后進入數據顯示和故障診斷的循環；如果接收到主程序結束命令，則結束主程序；在主程序數據顯示和故障診斷期間，按0.05秒的(也可以給一個時間區間)時間間隔運行逆軟測量中斷服務程序；同時，在主程序數據顯示和故障診斷期間，如果出現命令或保護故障，則運行異常中斷服務程序；