双馈发电机转子初始位置零位偏差的辨识方法及控制装置

摘要

双馈发电机转子初始位置零位偏差的辨识方法及控制装置，适用于双馈风力发电。控制装置通过角度闭环控制补偿纠正，根据电网电压的角度分量与定子电压的角度分量进行辨识，实现矢量控制定向角度的闭环控制，真正实现有功与无功的完全解耦。该方法能够实现兆瓦级双馈发电机的控制，用最少的励磁电流就能使定子电压满足并网运行，减少了变流器和发电机的损耗，实现软并网。在整个控制过程中装置在电网接入点电压、电流畸变率小，电机定子侧单位功率因数运行，减小了对电网的无功冲击，变流器开关频率低，减小了系统发热，提高了变流器效率。

主权项

1.一种双馈风力发电机转子初始位置零位偏差的辨识方法，其特征为：双馈发电机转子初始位置零位偏差的辨识方法：（1）达到切入风速时，启动变流柜进行预激磁，通过电压传感器测量的定子、电网电压辨识电机转子初始位置零位偏差；通过电压传感器对定子三相电压和电网三相电压的信息进行采集，经过CLAKE坐标变换和PARK坐标变换，先将三相静止坐标系变换到两相静止坐标系，然后通过旋转变换将两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系，变换得到定子电压和电网电压的角度分量，这两个角度分量相比较得到的差值，经过PI调节器输出得到转子初始位置零位偏差的补偿分量；（2）采用增量型光电编码器获得转子位置角度，通过控制器基于C语言基础上的角度闭环算法实现虚拟电网磁链定向控制的定向角的计算，在辨识双馈风力发电机转子初始位置零位偏差完毕以后，控制器对发电机定子电压相位和幅值进行闭环控制，控制定子的电压与电网电压相位和幅值相同，控制器给并网柜一个并网指令，接通定子和电网，实现软并网；（3）控制器由检测到的定子电压和电网电压量进行CLARKE变换和PARK变换后的各自的幅值分量、和角度分量、，然后通过幅值分量与进行偏差运算，把运算所得的偏差值作为PI调节器的输入，经PI调节器运算得到的输出值作为幅值闭环的调节值，调节定子电压的幅值跟随电网电压幅值；通过角度分量与进行偏差运算，把运算所得的偏差值作为PI调节器的输入，经PI调节器运算得到的输出值作为转子零位偏差的补偿量去补偿增量编码器测得的位置误差，调节定子电压的相位跟随电网电压相位；（4）控制器依据风机的主控系统给定的有功指令以及无功指令调节转子电压幅值和频率，使双馈发电机定子三相电压电压幅值和频率与电网三相电压电压幅值和频率相一致，实现柔性发电控制。