[发明专利]发电机转子机械角度的检测方法及设备

说明书

一种发电机转子机械角度的检测方法及设备，可根据采集到的风机系统中的电压参数和电流参数确定参考量以及可调量，并根据可调量与参考量之间的偏差构造控制量，以及根据控制量对可调量进行反馈控制并输出检测结果，无需额外安装码盘即可实现对发电机转子机械角度的检测，避免了现有技术由于采用码盘作为传感器检测发电机转子机械角度导致的风机系统的可靠性、稳定性以及发电量低，系统成本高的问题。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种发电机转子机械角度的检测方法及设备。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到世界各国的重视，我国风能资源丰富，风电产业链逐步走向完善。变流器作为风机系统的核心部件，用于实现对发电机的变速恒频控制，以获得最佳的发电效率和发电质量。

发电机转子机械转动频率与发电机转子电流频率之和等于发电机输出频率，因此，变流器的控制环节需实时检测发电机转子机械转速和发电机转子机械角度，并根据检测到的发电机转子机械转速控制发电机转子电流频率，使得发电机输出频率等于电网频率，以实现变速恒频控制。

现有技术都是通过光电编码器，即码盘，作为传感器来对发电机转子机械转速和发电机转子机械角度进行采集的，采用码盘作为传感器的方案存在以下几个缺点：

首先，码盘工作精度易受环境条件影响。风力发电系统工作的电磁环境通常较为恶劣，码盘安装在发电机转子上，发电机通常安装在塔筒顶部；而变流器控制系统通常安装在塔筒底部，转速检测信号的传输需要经过较长的距离(通常需要100m)，因而容易引入额外的干扰，降低系统工作的可靠性。

其次，码盘的机械安装会出现码盘滑动的问题，以及电机震动也会造成码盘的连接线松动，这些都会影响转子位置的检测精度，从而给系统带来不利影响，甚至造成系统故障停机，降低系统的稳定性和发电量。另外，码盘还增加了风力发电系统的成本，包括一次安装成本和后期的维护成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种发电机转子机械角度的检测方法及设备，用以解决现有技术由于采用码盘作为传感器检测双馈发电机转子机械角度导致的风机系统的可靠性、稳定性以及发电量低，系统成本高的问题。

本发明实施例提供了一种发电机转子机械角度的检测方法，所述方法包括：

采集电网三相电压、发电机定子三相电压以及发电机转子三相电流；

根据采集到的电网三相电压确定电网电压相位角；并根据采集到的发电机定子三相电压确定发电机定子电压相位角；

确定获取到的发电机定子电压相位角与获取到的电网电压相位角之间的偏差，将所述偏差的设定比例和所述偏差的设定积分线性组合构成控制量，并根据所述控制量以及采集到的发电机转子三相电流调节发电机定子电压相位角，使得发电机定子电压相位角与电网电压相位角之间的偏差减小；

若确定所述偏差不大于设定的误差阈值，则根据所述控制量确定发电机转子机械角度。

基于同样的发明构思，本发明实施例提供了另一种发电机转子机械角度的检测方法，所述方法包括：

采集发电机定子三相电压、发电机定子三相电流以及发电机转子三相电流；

根据预设算法以及采集到的发电机定子三相电压、发电机定子三相电流确定参考发电机转子dq轴电流；根据控制量初始值或上一次检测得到的控制量，以及采集到的发电机转子三相电流确定可调发电机转子dq轴电流；

确定所述参考发电机转子dq轴电流与所述可调发电机转子dq轴电流之间的偏差，并将所述偏差的设定比例和所述偏差的设定积分的线性组合确定为本次检测得到的控制量；

若确定所述偏差不大于设定的误差阈值，则根据所述本次检测得到的控制量或所述上一次检测得到的控制量确定发电机转子机械角度。