[发明专利]一种双绕组感应发电机系统的电流预测控制方法

权利要求书

1.一种双绕组感应发电机系统的电流预测控制方法，其特征在于，所述电流预测控制方法包括：

确定控制绕组侧直流母线电压误差与功率绕组侧直流母线电压误差，分别通过PI调节器得到控制绕组电流给定值的直轴与交轴分量；

获取控制绕组电流实际值并进行第一次坐标变换后，通过电压模型转子磁链观测器得到转子磁链幅值与转子磁链定向角；

利用所述转子磁链定向角对变换后的控制绕组电流实际值进行第二次坐标变换，得到控制绕组电流实际值的直轴与交轴分量；

将所述控制绕组电流实际值的直轴与交轴分量、上一个控制周期计算得到的控制绕组电压的直轴与交轴分量、转子磁链幅值代入电流预测模型中，得到对下一个控制周期的控制绕组电流预测值的直轴与交轴分量；

对所述控制绕组电流预测值和控制绕组电流给定值的直轴与交轴分量进行电压矢量计算，得到此控制周期所需的控制绕组电压的直轴与交轴分量；

利用所述转子磁链定向角对所述控制绕组电压的直轴与交轴分量进行第三次坐标变换，将变换后的控制绕组电压、控制绕组侧母线电压的实际值输入空间矢量脉宽调制得到开关信号作用于励磁变换器；

依据双绕组感应发电机数学模型推导而来的所述电流预测模型为：

其中，M＝E-HC，

i'_cd为控制绕组电流预测值的直轴分量，i'_cq为控制绕组电流预测值的交轴分量，i_cd为控制绕组电流实际值的直轴分量，i_cq为控制绕组电流实际值的交轴分量，u_cd,1、u_cq,1分别为上一个控制周期计算得到的控制绕组电压的直轴与交轴分量，T_s为控制周期，R_r为转子绕组等效电阻，R_c为控制绕组电阻，ω为同步角频率，ψ_r为转子磁链幅值，L_c、L_r、L_m分别为控制绕组电感、转子等效绕组电感、励磁电感。

2.根据权利要求1所述的双绕组感应发电机系统的电流预测控制方法，其特征在于，所述确定控制绕组侧直流母线电压误差与功率绕组侧直流母线电压误差，分别通过PI调节器得到控制绕组电流给定值的直轴与交轴分量，包括：

获取控制绕组侧直流母线电压的给定值与实际值之差作为所述控制绕组侧直流母线电压误差，通过所述PI调节器计算得到控制绕组电流给定值的交轴分量；

获取功率绕组侧直流母线电压的给定值与实际值之差作为所述功率绕组侧直流母线电压误差，通过所述PI调节器计算得到控制绕组电流给定值的直轴分量；

计算公式表示如下：

其中，为控制绕组电流给定值的直轴分量，为控制绕组电流给定值的交轴分量，k_p1、k_p2分别为所述PI调节器的比例系数，k_i1、k_i2分别为所述PI调节器的积分系数，u_pDC为所述功率绕组侧直流母线电压的实际值，u_cDC为所述控制绕组侧直流母线电压的实际值，为所述功率绕组侧直流母线电压的给定值，为所述控制绕组侧直流母线电压的给定值。

3.根据权利要求1所述的双绕组感应发电机系统的电流预测控制方法，其特征在于，获取控制绕组电流实际值并进行第一次坐标变换，包括：

获取控制绕组的五相电流实际值，并依据公式(2)将所述五相电流实际值从五相自然坐标系转换为两相静止坐标系，得到控制绕组电流实际值的α轴与β轴分量；

其中，i_cα、i_cβ分别为控制绕组电流实际值的α轴与β轴分量，i_a、i_b、i_c、i_d、i_e分别为a相、b相、c相、d相、e相的控制绕组电流实际值。