[发明专利]一种双馈风力发电机空载并网相位校正控制方法

说明书

本发明公开了一种双馈风力发电机空载并网相位校正控制方法，该方法为：根据双馈风力发电机的数学模型(转子采用电动机惯例，定子采用发电机惯例)，在双馈风力发电机空载并网控制过程中基于电网电压定向，利用电网电压v_qg与定子电压v_qs的误差关系进行相位误差校正，该方法动态响应快速，半个波长便可实现相位跟踪。

技术领域

本发明涉及一种双馈风力发电机空载并网相位校正控制方法

背景技术

双馈风力发电机高性能矢量控制(同频、同相)要求精确的转子位置和速度信息给控制器。对于速度的获得一般包括旋转编码器方式和无速度传感器估计器方式。后者算法复杂，在实际工程应用中，广泛使用旋转编码器直接采样方式。对于并网前相位控制，一般考虑转子励磁角速度ω_e＝ω_s-ω_r。实际工程中，由于DFIG与转子相对的机械安装位置会产生一个转子位置误差角Δθ_r；对于离散控制，会因控制器的步长Ts产生延时相位误差角Δθ_d1；此外，用于励磁控制的换流器也等价为半个Ts的延时环节，这会导致通道相位误差角Δθ_d2。定义以上三种误差角的和为复合转子相位误差角Δθ＝Δθ_r+Δθ_d1+Δθ_d2。Δθ的存在会导致剧烈的并网冲击电流。对于并网电压相位控制，人们往往忽略了因双馈电机机械安装位置、控制算法以及通道延时引起的复合转子相位误差，导致大电流并网冲击。因此，大多数情况对于相位误差人们进行手动补偿，这种试凑的方法并没有具体分析和提供自动校正或者估计策略，不够智能与快速。因此，一种智能简单的双馈风力发电机相位校正控制方法更为符合实际应用场合。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种双馈风力发电机空载并网相位校正控制方法，避免大电流并网冲击以及人工试凑方法的缺点。

本发明采取的技术方案为：一种双馈风力发电机空载并网相位校正控制方法，该方法为：根据双馈风力发电机的数学模型，对双馈风力发电机转子机械安装位置、离散控制算法以及励磁逆变器等效延时引起的复合转子相位误差，利用电网电压定向的q轴电压误差信号进行校正的控制方法，获得定子电压自动相位跟踪。

双馈风力发电机的数学模型包括转子采用电动机惯例和定子采用发电机惯例，具体模型如下：

式中，v_ds、v_qs、i_ds和i_qs分别为定子电压和电流的dq轴分量；v_dr、v_qr、i_dr和i_qr分别为转子电压和电流的dq轴分量；λ_ds、λ_qs、λ_ds和λ_qs分别为定子和转子磁链的dq轴分量；R_s和R_r分别为定子和转子的电阻；L_ss和L_rr分别为定子和转子的自感；L_m为互感；ω_s和ω_r分别为同步角速度和转子角速度。