[发明专利]一种双馈异步风力发电机转子电流无延时控制方法

权利要求书

1.一种双馈异步风力发电机转子电流无延时控制方法，其特征在于包括以下步骤：

(i)利用两个电流霍尔传感器(2)分别采集三相定子电流I_sabc和转子电流信号I_rabc，电压霍尔传感器(7)采集三相定子电压信号V_sabc；

(ii)采集得到的三相定子电压信号V_sabc经软件锁相环(6)检测得到电网/定子电压角频率ω_s和相位θ_s；与此同时采用编码器(4)检测DFIG转子位置θ_r及转速ω_r；并分别经加减计算器计算得到滑差角度±θ_s-θ_r和滑差角频率ω_slip+＝ω_s-ω_r，ω_slip-＝-ω_s-ω_r；

(iii)将采集得到的三相定、转子电流信号I_sabc、I_rabc和定子电压信号V_sabc分别经过静止三相/二相坐标变换模块(3)，得到包含正、负序分量的定子电压综合矢量V_sαβ^s，定、转子电流综合矢量I_sαβ^s和I_rαβ^r；

(iv)将得到的定子静止坐标系中定子电压综合矢量V_sαβ^s分别通过正、反转同步速旋转坐标变换模块(9，8)，得到在电网电压不平衡条件下正、反转同步速旋转坐标系中含有直流量与两倍频2ω_s交流量之和的电压综合矢量V_sdq⁺、V_sdq^-，此外将得到的定子电压、电流综合矢量V_sαβ^s、I_sαβ^s经过旋转坐标变换模块(21)转换，获得反馈补偿解耦模块(22)补偿所需转子速旋转坐标系中的定子电压、电流矢量V_sαβ^r、I_sαβ^r；

(v)采用两倍电网频率的2ω_s陷波器(13)滤除正、反转同步速旋转坐标系中定子电压矢量V_sdq⁺、V_sdq^-中的2ω_s频率交流成分，获得正、负序电压直流分量V_sdq+⁺、V_sdq-^-；

(vi)采用定子磁链观测器(14)获取转子电流指令值计算模块(15)计算所需正、反转同步旋转坐标系中的定子磁链直流分量ψ_sdq+⁺、ψ_sdq-^-以及进行反馈补偿解耦模块(22)补偿所需的转子速旋转坐标系中定子磁链分量ψ_sαβ^r；

(vii)在电网电压不平衡条件下得到的转子速旋转坐标系中转子电流综合矢量I_rαβ^r包含有频率为ω_slip+＝ω_s-ω_r的正序交流成分I_rdq+⁺e^jωslip+t与频率ω_slip-＝-ω_s-ω_r的负序交流成分I_rdq-^-e^jωslip-t，直接作为转子速旋转坐标系中比例-谐振控制器(20)的反馈信号I_rαβ^r；

(viii)根据电网电压不平衡条件下DFIG所需的控制目标，由转子电流指令值计算模块(15)计算出正、反转同步速旋转坐标系中的转子电流指令I_rdq+^+*、I_rdq-^-*，将该两电流指令值I_rdq+^+*，I_rdq-^-*分别经过旋转坐标变换模块(17，18)转换并相加，得到转子速旋转坐标系中的转子电流指令值I_rαβ^r*，并与转子速旋转坐标系中的转子电流反馈信号I_rαβ^r相比较获得误差信号ΔI_rαβ^r；

(ix)转子电流误差信号ΔI_rαβ^r经过转子速旋转坐标系中的比例-谐振控制器(20)作比例-积分-谐振调节，调节后输出信号U_rαβ^r*经过反馈补偿解耦模块(22)，完成转子速旋转坐标系中交-直轴间的交叉解耦和动态反馈补偿，获取转子速旋转坐标系中的转子电压参考值V_rαβ^r*；

(x)转子速旋转坐标系中的转子电压参考值V_rαβ^r*直接作为空间矢量脉宽调制模块(19)调制所需的转子电压参考信号，该信号经过空间矢量脉宽调制模块(19)调制后，获得控制DFIG运行的转子侧变换器(1)功率器件的开关信号S_a，S_b，S_c。