[发明专利]一种直驱风电机组灰箱模型的参数辨识方法及装置

权利要求书

1.一种直驱风电机组灰箱模型的参数辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于直驱风电机组的发电机与机侧变流器及其控制，建立机侧变流器直流端口理论阻抗；

在机侧变流器直流端口注入扰动电压，测量机侧变流器直流端口阻抗；

给定机侧变流器的控制器参数初始值，构建损失函数，使得测量得到的直流端口阻抗与直流端口理论阻抗在各个频率点处的阻抗差值的平方和最小，通过非线性最小二乘算法辨识获得机侧变流器的控制器参数；

建立直驱风电机组的网侧变流器交流端口整体理论正序阻抗，并将辨识得到的机侧变流器控制器参数代入此正序阻抗中；

在网侧变流器交流端口注入三相正序扰动电压，测量网侧变流器交流端口正序阻抗；

给定网侧变流器的控制器参数初始值，构建损失函数，使得测量得到的交流端口正序阻抗与代入了机侧变流器控制器参数的交流端口整体理论正序阻抗在各个频率点处的阻抗差值的平方和最小，通过非线性最小二乘算法辨识获得网侧变流器的控制器参数。

2.根据权利要求1所述的一种直驱风电机组灰箱模型的参数辨识方法，其特征在于：所述机侧变流器的控制器参数包括：

转矩外环的比例和积分系数以及电流内环的比例和积分系数；

所述网侧变流器的控制器参数包括：

直流电压外环的比例和积分系数、无功功率外环的比例和积分系数、电流内环的比例和积分系数以及锁相环的比例和积分系数。

3.根据权利要求1所述的一种直驱风电机组灰箱模型的参数辨识方法，其特征在于，所述建立机侧变流器直流端口理论阻抗的方法，包括：

建立发电机的交流端口阻抗为：

式中，R_s为定子电阻；L_sd,L_sq分别为同步发电机定子d轴和q轴自感；ω_r0为发电机稳态时的电气转速；

建立机侧变流器的交、直流三端口模型为：

式中，和和分别是机侧变流器交流端口dq电压和电流，和分别是机侧变流器直流端口电压和电流；系数矩阵中的四个元素如下：

式中，H_tor(s),H_c(s)分别为转矩外环和电流内环的传递函数，ψ_m为体磁链，n_p为极对数，U_cd0,U_cq0,I_cd0，I_cq0分别为逆变器出口dq轴稳态电压与电流，P_c0为发电机输出的有功功率，V_dc0为直流端口稳态电压；

根据同步发电机和机侧变流器端口互联的电压电流约束条件，得到机侧变流器直流端口阻抗Z_dc(s)为：

Z_dc(s)＝1/Y_dc(s) (4)

其中，为发电机交流端口导纳。

4.根据权利要求1所述的一种直驱风电机组灰箱模型的参数辨识方法，其特征在于，所述在机侧变流器直流端口注入扰动电压，测量机侧变流器直流端口阻抗的方法，包括：

在机侧变流器直流端口注入谐波扰动电压，通过FFT分析提取谐波电压Δu_dc和谐波电流Δi_dc，计算得到机侧变流器直流端口阻抗Z_dc为：