[发明专利]双馈感应风力发电机组轴系模型参数的单独辨识方法

权利要求书

1.一种DFIG机组轴系模型参数的单独辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在DFIG机组的发电机转速信号上施加正弦形式的转速扰动信号并屏蔽实际转速信号，记录扰动施加过程中DFIG机组承受的风速和发电机转速的变化数据；

2)建立DFIG机组的单机并网模型，并随机设定其电气参数的数值和控制器参数的数值，以使DFIG机组模型进入稳态运行；

3)采用优化算法，以步骤1)中所述正弦形式转速扰动信号为输入，以DFIG机组的发电机转速变化为输出，辨识DFIG机组轴系模型中的H_t、H_g、K_s、D_sh四个参数，其中，H_t表示风力机惯性时间常数，H_g表示发电机惯性时间常数，K_s表示刚度系数，D_sh表示轴系阻尼系数；

4)固定步骤3)中辨识出的H_t参数数值，采用优化算法，以步骤1)中所述正弦形式转速扰动信号为输入，以DFIG机组的发电机转速变化为输出，辨识DFIG机组轴系模型中的H_g、K_s、D_sh、D_g四个参数，其中D_g表示发电机阻尼系数；

5)以步骤3)中辨识出的H_t和步骤4)中辨识出的H_g、K_s、D_sh、D_g为DFIG机组轴系模型参数的最终辨识结果。

2.根据权利要求1所述的DFIG机组轴系模型参数的单独辨识方法，其特征在于，所辨识的轴系模型是两质块模型，包含H_t、H_g、K_s、D_sh、D_g五个参数。

3.根据权利要求1所述的DFIG机组轴系模型参数的单独辨识方法，其特征在于，所述步骤1)中施加正弦形式扰动信号使用一个虚拟转速信号发生装置，其输入量是实际转速信号，扰动施加过程中该装置输出正弦形式信号到DFIG机组的转速信号接收端，扰动施加完毕后该装置再输出实际转速信号到DFIG机组的转速信号接收端。

4.根据权利要求3所述的DFIG机组轴系模型参数的单独辨识方法，其特征在于，所述正弦形式扰动信号的函数形式为ω₀+A sin(ωt)，其中ω₀为扰动施加前的发电机转速，A为扰动幅度，A取0.05～0.1p.u.，ω为所施加的正弦形式扰动信号的角频率，ω取0.5π～π，扰动施加时长为1～2个周期。

5.根据权利要求1所述的DFIG机组轴系模型参数的单独辨识方法，其特征在于，所述步骤2)中，随机设置DFIG机组的电气参数数值和控制器参数数值时，针对实际DFIG机组，定转子电阻的随机取值范围为0.001p.u.～0.1p.u.、定转子电抗的随机取值范围为0.05p.u.～0.5p.u.、励磁电抗的随机取值范围为1p.u.～10p.u.、控制器参数的数值在随机设定后，保证机组模型可进入稳态运行即可。

6.根据权利要求1所述的DFIG机组轴系模型参数的单独辨识方法，其特征在于，所述步骤4)中，采用优化算法辨识H_g、K_s、D_sh、D_g四个参数时，H_t直接取为步骤3)中的辨识结果，H_g、K_s、D_sh三个参数的数值搜索范围取为步骤3)中相应辨识结果的90％～110％，D_g的数值搜索范围取为0～0.05。

7.根据权利要求1所述的DFIG机组轴系模型参数的单独辨识方法，其特征在于，在步骤3)和步骤4)中，选取DFIG机组的发电机转速变化作为输出量，即参数辨识使用的观测量。

8.根据权利要求1所述的DFIG机组轴系模型参数的单独辨识方法，其特征在于，通过步骤3)和步骤4)的两次辨识得到全部五个轴系参数，首先在步骤3)中仅辨识H_t、H_g、K_s、D_sh四个灵敏度较大的参数，而不辨识灵敏度最小的发电机阻尼系数D_g，然后在步骤4)中进一步辨识H_g、K_s、D_sh、D_g四个参数，最终以步骤3)中辨识出的H_t和步骤4)中辨识出的H_g、K_s、D_sh、D_g为最终辨识结果。