[發明專利]一種用于永磁直驅風電系統速度辨識策略的選擇方法

有效

• 申請號: 201310544616.0
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103701388B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 李隆基;劉寶成;項添春;唐慶華;郗曉光;滿玉巖;王浩鳴
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/18
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，尤其涉及一種用于永磁直驅風電系統速度辨識策略的選擇方法。?

背景技術

風力發電已成為最具吸引力的清潔能源發電形式之一，由于成本低、效率高等特點，變速風力發電系統已得到廣泛應用，在變速風電系統中，永磁直驅系統由于無齒輪箱、維護成本低且易于實現故障穿越而受到越來越多的關注與應用，在永磁直驅風電系統的控制中，發電機轉子轉速和轉子磁鏈位置信息至關重要，無論采用矢量控制還是直接轉矩控制，轉子轉速信息均為轉速閉環控制的關鍵反饋量；而在矢量控制中，轉子轉速、磁鏈位置更是坐標變換的前提，采用速度傳感器可以獲得轉子轉速信息，但隨著機組容量的增加，轉子軸徑越來越大，許多廠家的發電機采用外轉子結構以減小電機尺寸，速度傳感器在這些場合難以安裝，因而當前的永磁直驅風電系統越來越多地采用無速度傳感器控制策略。?

目前已有大量文獻對永磁同步發電機的轉子轉速與磁鏈位置的辨識方法作了深入研究，并且其中部分方法已應用于商業化風電機組，常用的方法有以下幾種：第一，基于反電動勢的方法，如磁鏈積分法（FIA）、反電動勢鎖相環法（EPLL）；第二，基于觀測器的方法，如擴展卡爾曼濾波器（extend?Kalman?filter）、簡化的卡爾曼觀測器（SKO）；第三，基于模型參考自適應的方法，如端電壓鎖相環（VPLL），盡管已有大量文獻對上述方法的設計步驟和性能分別作了深入探討，但缺乏針對各種方法的動穩態特性、參數依賴性等性能的綜?合對比判別方法（即選擇方法）。?

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種用于永磁直驅風電系統速度辨識策略的選擇方法，旨在解決現有的技術缺乏針對永磁同步發電機的轉子轉速與磁鏈位置的辨識方法的動穩態特性、參數依賴性等性能的綜合對比判別方法的問題。?

本發明實施例是這樣實現的，一種用于永磁直驅風電系統速度辨識策略的選擇方法，該用于永磁直驅風電系統速度辨識策略的選擇方法包括以下步驟：?

步驟一，建立系統的小信號線性化模型，分析FIA、EPLL、VPLL、SKO控制算法下系統的小信號穩定性和穩態特性，以比較不同算法穩態特性的差異；?

步驟二，通過時域仿真和硬件實驗，從實際應用的層面分析并驗證了理論分析的結果，揭示了FIA、EPLL、VPLL、SKO算法下系統的動態性能、算法復雜度、參數依賴性及對系統的影響；?

步驟三，最終得出選擇用于永磁直驅風電系統速度辨識策略的判別方法。?

進一步，該用于永磁直驅風電系統速度辨識策略的選擇方法選定閉環系統運行狀態為相同的轉速、相同的負載，且參數均調整至使得辨識轉速響應相同。?

進一步，在步驟一中，建立線性化小信號模型的方法為：發電機、轉速、轉矩雙閉環控制器及辨識模塊的數學模型，分別建立發電機、轉速、轉矩的狀態方程如下式示：?