[發明專利]一種DFIG多目標優化控制目標函數的設計方法

有效

• 申請號: 202110377168.4
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN112886884B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 李嵐;楊旭;侯傳羽;楊琦;趙楠
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H02P9/10
• 分類號: H02P9/10;H02P21/14;H02J3/38;H02P101/15
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種DFIG多目標優化控制目標函數的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、選擇轉子電流，定子有功功率為被控對象；

S2、基于有限集模型預測控制，給出傳統分層控制目標函數G如式(1)：

式(1)中，表示在兩相靜止αβ坐標系下的轉子電流矢量在k+1時刻的參考值；表示在兩相靜止αβ坐標系下的轉子電流矢量在k+1時刻的預測值；是非線性函數，表示如式(2)：

式(2)中，ΔP是指允許定子有功功率k+1時刻相對于其參考值上下波動，為定子有功功率k+1時刻的參考值，為定子有功功率k+1時刻的預測值；

S3、將傳統分層控制目標函數中的非線性函數改進為表示為式(3)：

式(3)中，δ是允許定子有功功率k+1時刻相對其參考值的預測誤差范圍；為定子有功功率k+1時刻的預測值；為定子有功功率k+1時刻的參考值；根據重新構造包括轉子電流和定子有功功率在內的目標函數g，重新構造的目標函數g表示為式(4)：

式(4)中，表示在兩相靜止αβ坐標系下的轉子電流矢量在k+1時刻的參考值；表示在兩相靜止αβ坐標系下的轉子電流矢量在k+1時刻的預測值；

S4、根據電機動態反饋的效果，控制系統根據逆變器的7種開關狀態所對應的7個定子有功功率預測值的預測誤差范圍，動態切換目標函數中定子有功功率的權重系數；同時根據定子有功功率參考值的變化情況調整控制力度，使轉子電流和定子有功功率的控制精度保持穩定。

2.根據權利要求1所述的一種DFIG多目標優化控制目標函數的設計方法，其特征在于，步驟S4中，定子有功功率預測值允許的預測誤差范圍表達為式(5):

式(5)中，δ是允許定子有功功率k+1時刻相對其參考值的預測誤差范圍。

3.根據權利要求1所述的一種DFIG多目標優化控制目標函數的設計方法，其特征在于，步驟S4中，動態切換目標函數中定子有功功率的權重系數方法為：當7個定子有功功率預測值均在預測誤差范圍內時，系統只對轉子電流進行控制，此時定子有功功率的權重系數為0；當7個定子有功功率預測值均超過預測誤差范圍時，系統只對定子有功功率進行控制，此時定子有功功率的權重系數為正無窮大；當7個定子有功功率預測值中的部分超過預測誤差范圍，部分在預測誤差范圍內時，系統從未超過預測誤差范圍的開關狀態中選擇一個使轉子電流和定子有功功率總體誤差最小的開關狀態，此時定子有功功率的權重系數為0，但其優先受到控制。

4.根據權利要求1所述的一種DFIG多目標優化控制目標函數的設計方法，其特征在于，步驟S4中，系統根據定子有功功率參考值的變化情況調整控制力度的方法為：當定子有功功率參考值降低時，對定子有功功率的控制力度升高；當定子有功功率參考值升高時，對定子有功功率的控制力度降低。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種DFIG多目標優化控制目標函數的設計方法，其特征在于，被控對象還可替換為定子無功功率和定子電流。