[发明专利]一种双馈感应发电机控制器参数辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，尤其是涉及一种双馈感应发电机控制器参数辨识方法。

背景技术

具有显著随机性和间歇性特点的风力发电已经成为一些电力系统的重要电源。对于这些电网，要制定出合理的规划建设方案和可靠的运行调控措施，就必须要有准确的风电模型来对电网进行仿真分析。现有仿真软件中的风力发电机（Wind Turbine Generator，WTG）模型及参数主要来自个别技术实力较强的WTG生产厂家。但是，实际电网中安装的WTG的品牌和型号众多，大多数厂家出于测试技术不足或知识产权保护等原因，没有提供准确的模型和参数。对于这部分机组的模型，可以通过参数辨识的方法获得。目前关于WTG机械和电气参数辨识的方法很多，但是关于WTG控制器参数辨识的方法极少。

双馈感应发电机（Doubly-fed Induction Generator，DFIG）的控制器包括桨距角控制器、变流器控制器、Crowbar投切控制器等。对于桨距角控制器、Crowbar投切控制器等，由于其结构较为简单、输入输出量的关系清晰，因此参数辨识并不困难。而对于变流器的控制器，典型模型中包含5个比列积分控制器（PI控制器），且内外环PI控制器之间存在级联情况，常规的采用外部扰动的辨识方法会遇到参数可辨识性问题。如果能够在WTG生产厂家的配合下改造控制器电路，引出每个PI控制器的输入输出端，则可以逐个地对PI控制器的参数进行辨识，但是此方法只有在生产厂家给予配合的情况下才能实施，难以推广使用。

由于DFIG变流器的控制器模型是整个机组模型中的关键部分，因此准确辨识变流器控制器的参数对于提高DFIG机组模型以及DFIG风电场模型的精度都有决定性的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提出了一种双馈感应发电机控制器参数辨识方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种双馈感应发电机控制器参数辨识方法，所述双馈感应发电机中，发电机转子绕组依次通过转子侧变流器、直流侧电容、网侧变流器与电网相连，从而实现交流励磁；所述转子侧变流器由转子侧控制器控制，所述网侧变流器由网侧控制器控制；所述转子侧控制器包含转子侧有功功率控制器、转子侧无功功率控制器、转子侧电流控制器，所述网侧控制器包含网侧电容电压控制器、网侧电流控制器；上述5个控制器都是PI控制器，总共10个待辨识参数；所述参数辨识方法，其步骤如下：

步骤A，按分步辨识的步骤对控制器参数进行第1轮辨识；所述分步辨识的步骤，具体过程如下：

步骤A-1，对转子电流量测信号施加扰动，且屏蔽机端电压量测变化，以DFIG无功功率响应为观测量，辨识转子侧电流控制器的参数；所述机端电压是DFIG定子电压；

步骤A-2，对机端电压量测信号施加扰动，以DFIG无功功率响应为观测量，并将步骤A-1中得到的控制器参数作为已知量代入DFIG模型，辨识转子侧无功功率控制器的参数；

步骤A-3，对转子转速量测信号施加扰动，以DFIG有功功率响应为观测量，并将步骤A-1和步骤A-2中得到的控制器参数作为已知量代入DFIG模型，辨识转子侧有功功率控制器的参数；

步骤A-4对网侧电流量测信号施加扰动，且屏蔽电容电压量测变化，以网侧变流器输出无功功率为观测量，并将步骤A-1、步骤A-2和步骤A-3中分别得到的各控制器参数作为已知量代入DFIG模型，辨识网侧电流控制器的参数；

步骤A-5，对直流侧电容电压量测信号施加扰动，以直流侧电容电压为观测量，并将步骤A-1、步骤A-2、步骤A-3和步骤A-4中分别得到的各控制器参数作为已知量代入DFIG模型，辨识网侧电容电压控制器的参数。

步骤B，以上一轮辨识得到的参数为基准，缩小下一轮辨识的参数搜索范围；并将上一轮辨识的结果作为寻优搜索位置代入下一轮辨识中；

步骤C，按分步辨识的步骤进行参数的下一轮辨识；

步骤D，如果前后两轮辨识得到的参数之差小于设定值，则结束辨识过程，否则回到步骤B继续辨识。

步骤B中，所述缩小下一轮辨识的参数搜索范围，具体描述如下：以上一轮辨识结果s为基准，本轮参数搜索区间为[s-s/2i,s+s/2i]，其中i为上一轮迭代的轮数。

步骤D中，所述设定值为上一轮辨识所得参数值的2%。