[發明專利]雙饋感應電機無鎖相環功率控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202010412610.8
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111510034B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 程鵬;孔惠文;劉祎愷;賀敬
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;中國電力科學研究院有限公司;國網湖北省電力有限公司
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30;H02P21/14;H02P103/10
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 張彩珍

1.一種雙饋感應電機無鎖相環功率控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：采集電機的定子電壓、電流瞬時值，計算獲得電機定子輸出的有功功率P和無功功率Q；

步驟2：對電機定子輸出的有功功率P和無功功率Q進行調節，計算有功功率反饋項v_p和無功功率反饋項v_Q；

步驟3：基于有功功率反饋項v_p、無功功率反饋項v_Q，計算電機的有功功率勵磁電壓u_p、無功功率勵磁電壓u_Q；

步驟4：基于有功功率勵磁電壓u_p、無功功率勵磁電壓u_Q，計算在兩相靜止坐標系下的電機轉子勵磁電壓u_rα、u_rβ；

步驟5：基于所述電機轉子勵磁電壓u_rα、u_rβ，計算以轉子電角頻率旋轉的兩相坐標系下的電機轉子勵磁電壓u_rrα、u_rrβ；以及根據所述電機轉子勵磁電壓u_rrα、u_rrβ對電機轉子側變流器進行控制；

步驟1中，對采集得到的定子電壓信號進行帶通濾波，得到

式中，s為拉普拉斯算子，ω₁為電網的額定頻率，ξ為阻尼比，u_{sa_mea1}、u_{sb_mea1}、u_{sc_mea1}為經過帶通濾波處理后的三相定子電壓瞬時值；u_{sa_mea}、u_{sb_mea}、u_{sc_mea}分別表示采集得到的定子三相電壓瞬時值；

在兩相靜止坐標系中，雙饋感應發電機定子電壓、電流的αβ分量表示為，

U_sαβ＝u_sα+ju_sβ,I_sαβ＝i_sα+ji_sβ

式中，0≤k_mea≤1為轉換系數，i_{sa_mea}、i_{sb_mea}、i_{sc_mea}分別表示采集得到的定子三相電流瞬時值；

雙饋感應發電機定子的有功、無功功率表示為，

P＝1.5(u_sαi_sα+u_sβi_sβ)

Q＝1.5(u_sβi_sα-u_sαi_sβ)

式中，P表示有功功率，Q表示無功功率；

步驟2中，有功功率反饋項v_p無功功率反饋項v_Q通過如下公式計算獲得，

式中，Gc(s)為功率調節器傳遞函數；e_p、e_Q分別為定子有功功率、定子無功功率的輸出誤差；

式中，P_ref和Q_ref分別為有功功率和無功功率的指令值；

步驟3中，有功功率勵磁電壓u_p、無功功率勵磁電壓u_Q通過如下公式獲得，

式中，ω₁為電網的額定頻率，電機轉子滑差角頻率可表示為ω_sl＝ω₁-ω_r，為漏磁系數，L_r為電機轉子電感，L_s為電機定子電感，L_m為電機定子和轉子之間的互感；

步驟4中，在兩相靜止坐標系下的電機轉子勵磁電壓u_rα、u_rβ通過如下公式獲得，

式中，U_sm為定子電壓幅值，L_r為電機轉子電感，L_m為電機定子和轉子之間的互感。