[發明專利]雙饋風力發電機定轉子電流信號檢測系統的故障判斷方法有效
| 申請號： | 201410255473.6 | 申請日： | 2014-06-10 |
| 公開（公告）號： | CN103995245B | 公開（公告）日： | 2017-02-01 |
| 發明（設計）人： | 張學廣;陳輝;馬彥;段大坤;徐殿國 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工業大學 |
| 主分類號： | G01R35/00 | 分類號： | G01R35/00 |
| 代理公司： | 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109 | 代理人： | 張利明 |
| 地址： | 150001 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 風力發電機 轉子 電流 信號 檢測 系統 故障 判斷 方法 | ||
技術領域
本發明屬于電氣控制領域。
背景技術
雙饋電機的定轉子均和電網相連接，既可作為發電機運行，也可作為電動機運行。作為風力發電機使用時，雙饋電機定子繞組通常與電網直接相連，轉子繞組通過變流器與電網相連，變流器為轉子提供幅值、頻率、相位可調的交流電源，如圖1所示。雙饋風力發電機組屬于變速恒頻發電機組，具有運行范圍寬、風能轉換效率高、輸出功率平穩和機械應力低等優點，而且通過矢量變換和矢量定向控制技術，能實現定子輸出有功功率和無功功率的獨立解耦控制，提高了電力系統的靈活性和動、靜態穩定性，是目前應用最為廣泛的風力發電機組類型。
隨著風電場的發電容量增大以及海上風電場規模擴大，對雙饋風力發電系統的可靠性有了更高的要求。雙饋風電系統的可靠性取決于信號檢測系統、控制系統及電氣系統等的穩定運行。但是由于風電系統的信號檢測系統包括傳感器采樣，信號調理以及AD采樣及相關信號傳輸等中間環節，這就造成雙饋風電系統長期工作過程中，不可避免的會發生電流、電壓等信號檢測系統故障問題。因此判斷故障的有無和位置極其重要，而且只有快速確定故障是否發生、故障的確切位置并且及時替換故障信號才能增強風電系統的穩定性。
發明內容
本發明是為了解決雙饋風電系統的定轉子電流信號檢測系統發生故障后影響整個系統的可靠性的問題，現提供雙饋風力發電機定轉子電流信號檢測系統的故障判斷方法。
雙饋風力發電機定轉子電流信號檢測系統的故障判斷方法，該方法包括：
步驟一：分別采集雙饋發電機的定子電壓信號us_abc、定子電流信號is_abc、轉子電流信號ir_abc和轉子電壓控制信號ur_dq；
步驟二：對定子電壓信號us_abc進行Clark變換，獲得靜止兩相坐標系下定子電壓信號us_αβ，對該靜止兩相坐標系下定子電壓信號us_αβ進行Park變換，獲得同步旋轉坐標系下定子電壓信號us_dq；
對定子電流信號is_abc進行Clark變換，獲得靜止兩相坐標系下的定子電流信號is_αβ，對該靜止兩相坐標系下定子電流信號is_αβ進行Park變換，獲得同步旋轉坐標系下定子電流信號is_dq；
對轉子電流信號ir_abc進行Clark變換，獲得靜止兩相坐標系下轉子電流信號ir_αβ，對該靜止兩相坐標系下轉子電流信號ir_αβ進行Park變換，獲得同步旋轉坐標系下轉子電流信號ir_dq；
步驟三：將同步旋轉坐標系下定子電流信號is_dq和同步旋轉坐標系下轉子電流信號ir_dq作為狀態變量，將同步旋轉坐標系下定子電壓信號us_dq和轉子電壓控制信號ur-dq作為定轉子輸入變量，根據雙饋電機電壓方程和磁鏈方程，建立定轉子電流離散狀態方程；
步驟四：利用定轉子離散時間狀態方程并結合降階觀測器設計理論，分別建立定子電流觀測器和轉子電流觀測器，
利用定子電流觀測器獲得同步旋轉坐標系下定子電流觀測值
利用轉子電流觀測器獲得同步旋轉坐標系下轉子電流觀測值
步驟五：根據定子電流預測方程獲得定子電流預測值i′s_dq，根據轉子電流預測方程獲得轉子電流預測值i′r_dq，根據同步旋轉坐標系下定子電流信號is_dq、同步旋轉坐標系下轉子電流信號ir_dq、同步旋轉坐標系下定子電流預測值i′s_dq和同步旋轉坐標系下轉子電流預測值i′r_dq，獲得定子電流信號檢測系統故障差值Res和轉子電流信號檢測系統故障差值Rer；
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