一种双馈风电机组定子电压冗余信号的获取方法

摘要

本发明提供了一种双馈风电机组定子电压冗余信号的获取方法，该方法基于双馈发电机定子电压观测器算法，通过现有传感器测量得到的定子电流信号、转子电流信号和转子的转速信号，在同步旋转坐标系下构造定子电压信号，最后将其逆变换回到静止坐标轴系下，即可获得冗余的定子电压信号，该信号一方面可以作为实际电压传感器信号的校对，同时也用于相应传感器的故障诊断以及风电机组容错控制等，这样不但可以节省一部分硬件传感器的安装，节约成本，而且可以减少了测量器件的安装空间，本发明可有效避免硬件冗余设计中可能带来的这些一系列问题。

主权项

1.一种双馈风电机组定子电压冗余信号的获取方法，其特征在于有以下步骤：(1)电机工作时，通过双馈发电机定、转子绕组上的定、转子电流传感器测得定子电流信号I_{abc_s}和转子电流信号I_{abc_r}，发电机轴上的转速传感器测得转子的转速信号ω_r；(2)将定子电流信号I_{abc_s}和转子电流信号I_{abc_r}变换到同步旋转坐标系下，获得同步旋转坐标系下的定子电流信号I_{dq_s}和转子电流信号I_{dq_r}，所述的变换，是将定子电流信号I_{abc_s}和转子电流信号I_{abc_r}经3/2相坐标变换从三相静止坐标轴系变换到同步旋转坐标系下，其中，三相静止坐标轴系变换到同步旋转坐标系的变化矩阵为C_abc/dq：式中θ为旋转坐标d轴与三相静止坐标轴系A轴之间的夹角，定子磁场旋转的同步电角速度ω_s和位置角θ之间的关系满足ω_s＝dθ/dt，其中t表示时间；(3)通过同步旋转坐标系下的定子电流信号I_{dq_s}、转子电流信号I_{dq_r}和转子的转速信号ω_r构造同步旋转坐标系下的定子电压观测信号所述的构造同步旋转坐标系，是将同步旋转坐标系下的定子电流信号I_{dq_s}、转子电流信号I_{dq_r}和转子的转速信号ω_r作为输入量，通过下式构造同步旋转坐标系下的定子电压观测信号式中： U＝[U^*_sd  U^*_sq U_rd U_rq]^T；X＝[I_sd I_sq I_rd I_rq]^T；为X的微分量；矩阵A又可以写成：A＝A₀+A_sω_s+A_rω_r式中，其中，U^*_sd、U^*_sq分别为定子电压观测信号U^*_{dq_s}在同步旋转坐标系下的d、q轴分量；U_rd、U_rq分别为转子电压信号U_{dq_r}在同步旋转坐标系下的d、q轴分量；I_sd、I_sq分别为定子电流信号I_{dq_s}在同步旋转坐标系下的d、q轴分量；I_rd、I_rq分别为转子电流信号I_{dq_r}在同步旋转坐标系下的d、q轴分量；R_s、R_r分别表示定、转子电阻，L_m表示电机激磁电感；L_s、L_r分别表示定、转子 全电感，且I_s＝L_ls+L_m、L_r＝L_lr+L_m；L_ls、L_lr分别是双馈发电机定、转子漏感；ω_s为定子磁场旋转的同步电角速度；ω_r为发电机转子旋转电角速度；(4)将同步旋转坐标系下的定子电压观测信号逆变换到三相静止坐标轴系下，经过坐标变换得到的定子电压信号作为冗余电压信号输出。