双馈风力发电机有功功率的控制方法

摘要

一种双馈风力发电机有功功率的控制方法，所述双馈风力发电机具有双馈电机，该电机具有向电网供电的定子，所述电网具有额定值的电压；与所述定子耦合的驱动转子，所述转子一端通过变速齿轮连接到风力涡轮机，所述转子绕组为三相绕线式转子绕组，电网通过变流器为转子供电，通过将定子电压、定子磁链分解到同步旋转dq坐标轴上，可以实现调节转子电流而控制发电机定子输出的有功功率。该方法无需进行矢量旋转变化等复杂的变换和计算，电流控制模块控制敏感度较低，变流器系统的电路参数、测量延时对电流控制都具有的影响较小，控制技术简单，控制器的成本也因此降低，适合小功率风力发电机的应用。

主权项

1.一种双馈风力发电机有功功率的控制方法，所述双馈风力发电机具有双馈电机，该电机具有向电网供电的定子，所述电网具有额定值的电压；与所述定子耦合的驱动转子，所述转子一端通过变速齿轮连接到风力涡轮机，所述转子绕组为三相绕线式转子绕组，电网通过变流器为转子供电，所述变流器通过电刷和集电环与转子绕组连接，所述方法包括如下步骤：(a)利用空载和堵转试验来测定电机定子电阻R_s、定子绕组电感Ls、定转子绕组互感L_M，转步骤(b)；(b)预先给定一转子励磁电流，在风力涡轮机拖动下，并入电网，转步骤(c)；(c)给定定子输出有功功率为P^*，转步骤(d)；(d)给定采样周期T，通过光电编码盘检测发电机转子位置，进而通过微分可求出转子转速，从而得到电机转差频率ω2，测量定子第K次输出的电压、电流矢量U_K、I_K，并计算出定子第K次输出的有功功率P_K，其中K＝1，2……，比较P^*与P_K，得到P^*与P_K的差ΔP_K＝P^*-P_K，并将ΔP_K存储到控制器的存储单元中，测量出或根据磁链模型，计算出定子磁链的有效值ψ_s及其在静止αβ坐标轴上的相位，将其折算到dq同步旋转坐标轴上，得到定子磁链矢量与d轴夹角为A，将转子励磁电流也映射到dq同步旋转坐标轴上，在dq同步旋转坐标轴上，可得到定子磁链与转子励磁电流的夹角令转步骤(e)；(e)在ΔP_K的基础上，利用PI增量调节算法可得到X₂的增量ΔX_K，转步骤(f)；(f)求出X_K＝X₂+ΔX_K，转步骤(g)；(g)给定为在30到90度之间任一角度，在变流控制器的控制作用下，向转子绕组输出变换到同步旋转坐标轴dq上与d轴夹角为有效值为频率为转差频率ω₂的转子电流，转步骤(h)；(h)令K＝K+1，在同步旋转坐标轴dq上令的有效值为其与d轴夹角为转步骤(c)。