[发明专利]双馈风力发电机无位置传感器矢量控制方法

权利要求书

1.双馈风力发电机无位置传感器矢量控制方法，其特征在于：包括下述步骤：

(1)检测三相定子电压u_a、u_b、u_c，三相转子电流i_ra、i_rb、i_rc以及直流母线电压u_dc；

(2)将所述三相定子电压u_a、u_b、u_c经过3/2变换得到定子两相静止坐标系下的定子电压u_sα、u_sβ；所述三相转子电流i_ra、i_rb、i_rc经过3/2变换得到转子两相静止坐标系下的转子电流i_rα、i_rβ；

(3)将所述定子两相静止坐标系下的定子电压u_sα、u_sβ经过第一电压模型磁链观测模块得到定子静止坐标系下的定子磁链ψ_s和定子磁链矢量角θ_s；再将该定子磁链矢量角θ_s经过微分运算，得到同步旋转角速度ω_s；

(4)将所述定子静止坐标系下的定子磁链ψ_s和定子磁链矢量角θ_s与所述转子两相静止坐标系下的转子电流i_rα、i_rβ通过模型参考自适应模块计算得到转子位置角θ_r和转速ω_r；

(5)将所述定子磁链矢量角θ_s与转子位置角θ_r相减得到的θ_s-θ_r，以θ_s-θ_r作为Park变换的变换角，对所述转子两相静止坐标系下的转子电流i_rα、i_rβ进行Park变换，得到同步旋转坐标系下的转子电流i_rd、i_rq；

(6)将所述定子静止坐标系下的定子磁链ψ_s、同步旋转角速度ω_s、转子转速ω_r以及同步旋转坐标系下的转子电流i_rd、i_rq输入交叉量计算模块，通过该模块计算得到计算耦合项u_rdc、u_rqc，及有功无功参考量i_rd^ref、i_rq^ref；

(7)将所述有功无功参考量i_rd^ref、i_rq^ref与所述同步旋转坐标系下的转子电流i_rd、i_rq分别相减，并进行PI变换后；分别与所述耦合项u_rdc、u_rqc相加，得到同步旋转坐标系下的转子电压参考值u_rd^ref、u_rq^ref；将该电压参考值u_rd^ref、u_rq^ref以θ_s-θ_r为变换角进行反Park变换，得到转子两相静止坐标系下的转子电压参考值u_rα^ref、u_rβ^ref；

(8)将所述转子电压参考值u_rα^ref、u_rβ^ref输入PWM发生器，并根据所述直流母线电压u_dc产生PWM控制波，驱动PWM变流器；

所述步骤(4)包括如下步骤：

(4A)将所述转子两相静止坐标系下的转子电流i_rα、i_rβ经过PI变换后，得到两相静止坐标系下的转子电压u_rα、u_rβ；

(4B)将所述转子电压u_rα、u_rβ输入第二电压模型磁链观测模块得到转子静止坐标系下的转子磁链矢量

(4C)将所述转子两相静止坐标系下的转子电流i_rα、i_rβ经过直角坐标到极坐标的坐标变换后，得到转子静止坐标系下的转子电流矢量

(4D)将所述转子电流矢量与所述转子磁链矢量通过计算式计算得出转子静止坐标系下的定子磁链矢量所述L_s是定子自感，L_r是转子自感，L_m是互感；然后通过转子位置变换到定子静止坐标系，得到可调的定子静止坐标系下定子磁链矢量

(4E)将所述定子静止坐标系下的定子磁链矢量和所述可调的定子静止坐标系下定子磁链矢量叉积；

(4F)将步骤(4E)计算得到的叉积结果进行PI变换后得到可调转速继而对该可调转速积分后得到可调转子位置角

(4G)以步骤(4E)中所述的可调的定子静止坐标系下定子磁链矢量为可调模型，将该可调转子位置角作为可调模型的变换角，重复步骤(4C)至(4F)到可调模型输出的定子静止坐标系下定子磁链矢量跟踪上以步骤(3)中计算得到的定子磁链矢量为参考模型输出的定子静止坐标系下定子磁链矢量为止，输出上述的可调转速和可调转子位置角所述可调转速即为转子转速ω_r，可调转子位置角为转子位置角θ_r。