[发明专利]一种能源互联网发电机系统效率优化控制方法

权利要求书

1.一种能源互联网发电机系统效率优化控制方法，其特征在于：根据开关磁阻发电机的对称原理，通过实验法测量得到转子位置角分别为0°、7.5°、15°和22.5°对应的磁链-电流数据，采用高阶傅里叶级数建立磁链与转子位置角和相电流之间的函数关系，并使用四个特殊位置角的磁链-电流数据拟合高阶傅里叶级数，得到系数矩阵，从而建立起任意转子位置角和任意电流到磁链的映射；接着根据磁链得到相电感，进而得到相电感对角度偏导的表达式，求解相电感对角度偏导表达式，可以得到角度θ_L，使相电感对角度偏导的绝对值最大，为有效利用旋转电动势绝对值较大的区域，提高电磁功率与发电效率，需要相电流在到达θ_L之前已建立起足够励磁，即满足θ_Pθ_L，其中，θ_p为相电流第一次达到电流参考值对应的转子位置角；最后通过仿真与实验，得到开关磁阻发电机系统在不同工况下运行于效率最优对应的θ_P优化区间；与此同时依据参数θ_p推导出参数θ_e的特征值其中，θ_e为续流电流降至零对应的转子位置角，并采用两个PI闭环，分别调节开通角和关断角，使参数θ_p和θ_e位于特征值附近，实现系统发电效率最优；依据参数θ_p推导出参数θ_e的特征值步骤如下：开关磁阻发电机系统的运行过程分为两个阶段，即励磁阶段和续流阶段，相应的磁链幅值表达式分别为：中的(a)和(b)，联立式(a)和(b)，可得为：在中低速斩波模式，由于在θ_p后还伴随有电流斩波，则将表达式改写为：其中为θ_e的特征值，ψ_max为绕组磁链幅值，θ_on为开通角，θ_p为相电流第一次达到电流参考值对应的转子位置角，θ_e为续流电流降至零对应的转子位置角，U_dc为母线电压，U_D为续流二极管压降，i_ph为相电流，R_ph为相绕组，θ_b为补偿角。

2.根据权利要求1所述的能源互联网发电机系统效率优化控制方法，其特征在于：在开关磁阻发电机系统运行过程中，调节开通角使参数θ_p处于特征值附近，调节关断角使θ_e跟随特征值的变化而变化，与此同时调节电流参考值使发电功率跟随目标功率的变化而变化。

3.根据权利要求1所述的能源互联网发电机系统效率优化控制方法，其特征在于：关断角由三部分决定，所述三部分是：第一部分：特征值与实际θ_e的差值经过PI调节器的输出值；第二部分：电流参考值与i_p的差值经过死区模块的输出值；第三部分：补偿角度θ_b；其中，i_p是转子位置角为θ_p对应的相电流；设置第二部分是为了避免导通角较小使相电流无法达到电流参考值，导致功率闭环失败；当关断角较大时相电流可以达到电流参考值，则第二部分的输出值为零，即第二部分不发挥作用，此时由第一部分和第三部分共同决定关断角；当关断角较小时相电流无法达到电流参考值，则第二部分的输出值不为零，第二部分发挥作用，此时由三部分共同决定关断角。