微网构建中基于功率因素校正整流算法的发电机控制方法

摘要

本发明公开了一种微网构建中基于功率因素校正整流算法的永磁风力发电机控制方法，采用PFC方法对三相PMSG进行控制，同时为了满足控制中所需要的转子位置信息，将初始位置di/dt检测法、旋转高频电压注入法和双重凸极解耦观测器结合在一起。本发明采用PFC方法对PMSG进行控制，同时将初始位置di/dt检测法、旋转高频电压注入法和双重凸极解耦观测器结合在一起，可以准确、有效的为PMSG电流控制提供准确可靠的转子位置信息，因此使得电流谐波含量减小，PMSG内功率因子接近1，同时维持直流输出从而也实现了基于PFC控制法的PMSG良好的控制。

主权项

一种微网构建中基于功率因素校正整流算法的永磁风力发电机控制方法，其特征在于：采用PFC方法对三相PMSG进行控制，同时为了满足控制中所需要的转子位置信息，将初始位置di/dt检测法、旋转高频电压注入法和双重凸极解耦观测器结合在一起，具体包括以下步骤：(1)采用PFC整流的三相PMSG系统结构，包括三组单相PFC整流器和一台三相PMSG，单相Buck型PFC的电流平均控制算法用于每一相PFC整流器中，即设计三组相同的单相PFC整流控制算法；所述单相PFC整流控制算法为：设计电压外环和电流内环，为了使直流母线电压u_dc保持为给定电压不变，将电压外环PI调节器的输出作为电流内环的参考电流幅值电流内环的作用为控制电动势基本相位与实际电流相位保持一致，其电动势基波波形由定子电动势相位决定，即PMSG转子位置角θ_r决定；同时θ_r与做积得到电流内环的参考电流参考电流与实际电流|i_x|的差值ε经过PI调节器，其输出作为开关管的占空比d_x，从而控制开关管的通断；(2)在三相PMSG运行之前，采用di/dt检测法确定转子位置角的初始位置，具体为：首先向三相PMSG的电枢绕组施加不同的空间电压矢量，利用等效电路时间常数的不同，最后通过比较响应电流的衰减时间，确定PMSG转子初始位置；(3)在三相PMSG初始位置角检测完成并顺利启动后，通过无位置传感器控制算法确定转子位置角θ_r，具体为：采用旋转式高频电压注入法实时检测三相PMSG的转子位置，通过软件锁相环实现对负序高频电流的相位的跟踪，从而获取矢量角误差，同时采用PI调节器调节矢量角的误差使之趋于零，就可以使PMSG转子位置的估计值收敛于真实值θ_r；采用旋转式高频注入法的同时为了避免电机多重凸极效应的影响，在高频电压注入法的结构上加入双重凸极解耦观测器。