两相静止坐标系下双馈风力发电机故障控制方法

摘要

本发明公开了两相静止坐标系下双馈风力发电机故障控制方法，由定子参考两相静止坐标系下的定子电流和转子电流计算出定子磁链和转子磁链，将转子电压公式进行离散，得到转子电压预测模型，在模型中为了使转子磁链跟随其给定值，需要将下一时刻转子的磁链的值替换为转子磁链同一时刻的给定值，转子磁链的给定值跟随其定子磁链的实际值。将预测到的定子参考两相静止坐标系下的转子电压，经过坐标转换，得到两相转子速旋转坐标系下的转子电压，最后经过PWM调制。该方法不但能够控制转子故障电流在1.5-1.6倍额定电流以内，而且故障期间电磁转矩脉动较小，提高了双馈风力发电机故障下不脱网运行能力。

主权项

两相静止坐标系下双馈风力发电机故障控制方法，其特征在于：电网电压正常运行时双馈风力发电机转子侧变换器采用基于定子磁链定向的矢量控制，电网电压骤降时采用故障控制方法，同时设置故障控制方法的控制频率为基于定子磁链定向的矢量控制的2倍，其具体实施步骤为：（1）、将检测到的定子三相电压u_sabc和定子三相电流i_sabc经过坐标转换得到定子参考两相静止坐标系下定子两相电压u_sαβ和定子两相电流i_sαβ；（2）、计算出定子磁链空间位置角θ₁，将检测到的转子三相电流i_rabc经过坐标转换得到定子参考两相静止坐标系下转子两相电流i_rαβ；（3）、将测得的转子转速ω_r进行积分计算得到θ_r；（4）、将定子参考两相静止坐标系下的定子两相电流i_sα、i_sβ，转子两相电流i_rα、i_rβ，定子自感L_s，转子自感L_r和定转子间互感L_m进行定子磁链和转子磁链计算得到定子磁链α、β轴分量Ψ_sα、Ψ_sβ和转子磁链α、β轴分量Ψ_rα、Ψ_rβ；（5）、转子磁链的给定值进行计算，即：Ψ_r^*=MΨ_s，其中，I_s^r为定子电流额定值，Ψ_s^r为定子磁链实际值，上标r表示以转子转速ω_r旋转的两相坐标系，下标s表示定子侧的变量，故障期间M随Ψ_s^r变换自适应改变，实现对转子磁链的实时最优控制，将得到的以转子转速ω_r旋转的两相转子坐标系下的转子磁链给定值经过坐标转换得到定子参考两相静止坐标系下的转子磁链给定值；（6）、双馈风力发电机转子电压在定子参考两相静止坐标系下的公式为：，，式中：u_rα和u_rβ分别表示转子电压α轴和β轴分量，R_r为转子电阻；（7）、假定采样周期为T_s，将双馈风力发电机的的转子电压公式离散可得：，转子磁链无差拍控制目标使转子磁链在k+1时刻达到给定值，即式中Ψ_rα(k+1)、Ψ_rβ(k+1)分别为转子磁链α、β轴在k+1时刻的给定值Ψ_rα^*(k+1)、Ψ_rβ^*(k+1)；（8）、由步骤（7）中双馈风力发电机转子电压离散公式经过变形可得：，从公式中得到u_rα(k)、u_rβ(k)，将u_rα(k)、u_rβ(k)经过坐标变换得到两相转子参考坐标系下的转子电压，然后进行PWM调制。