[发明专利]一种永磁同步风力发电机低开关频率代价函数给定方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步风力发电机低开关频率代价函数给定方法，具体步骤包括：采集发电机实时数据，计算k时刻发电机转子机械角速度ω_m(k)；预测k+1时刻转子机械角速度ω_mb(k+1)；考虑到预测误差，对ω_mb(k+1)进行误差补偿，补偿后的k+1时刻转子机械角速度预测值为ω_mp(k+1)；计算转速预测参考轨迹；给定低开关频率代价函数。本发明可有效减小系统开关次数，提升系统的鲁棒性和效率。

技术领域

本发明属于风力发电变流控制领域，具体涉及一种永磁同步风力发电机低开关频率代价函数给定方法。

背景技术

直驱永磁风力发电机由于其省去了齿轮箱、功率密度大、效率高等优点得到了广泛应用。变流器开关频率过高会导致损耗增大，转速的响应速度和控制精度决定了系统的可靠性和稳定性。因此，有必要设计一种永磁同步风力发电机最优电压矢量确定方法。

发明内容

针对背景技术所述的缺陷或不足，本发明提供了一种永磁同步风力发电机最优电压矢量确定方法，提高了系统的鲁棒性和效率。

一种永磁同步风力发电机低开关频率代价函数给定方法，步骤包括：

(1)采集发电机实时数据，计算k时刻发电机转子机械角速度ω_m(k)；

(2)计算k+1时刻转子机械角速度的预测值ω_mb(k+1)；

(3)考虑到预测误差，对ω_mb(k+1)进行误差补偿，计算补偿后的k+1时刻转子机械角速度预测值ω_mp(k+1)；

(4)计算转速预测参考轨迹y_m(k+1)；

(5)当ω_m(k)小于等于1/2倍发电机额定转速时，构造代价函数g₁＝[ω_mp(k+1)-y_m(k+1)]²+[Δi_q(k)]²；

(6)当ω_m(k)大于1/2倍发电机额定转速时，构造代价函数

所述步骤(1)中k时刻发电机转子机械角速度ω_m(k)的计算公式如下：

式中J为转动惯量；B为摩擦系数；T_L(k-1)为k-1时刻的负载转矩；P_n为极对数；ψ_f为永磁体磁链；T_s为采样时间；i_q(k-1)为k-1时刻定子电流采样值的q轴分量。

所述步骤(2)中k+1时刻转子机械角速度的预测值ω_mb(k+1)的计算公式如下：

式中Δi_q(k)为当前时刻q轴电流增量。

所述步骤(3)中补偿后的k+1时刻转子机械角速度预测值ω_mp(k+1)的计算公式如下：

ω_mp(k+1)＝ω_mb(k+1)+e(k) (3)

式中预测误差e(k)＝ω_m(k)＝ω_mb(k)。

所述步骤(4)中转速预测参考轨迹y_m(k+1)的计算公式如下：