[发明专利]一种基于硬件优化的高阶暂态PMSG计算方法及系统

权利要求书

1.一种基于硬件优化的高阶暂态PMSG计算方法，其特征在于，所述计算方法包括：

搭建三相永磁直驱风机PMSG模型；

利用park变换修改所述PMSG模型，得到dq轴PMSG模型；

对所述dq轴PMSG模型进行离散化，得到PMSG高阶暂态模型；

对离散化后得到的PMSG高阶暂态模型进行硬件流程优化，得到发电机模型出口端的电压电流。

2.根据权利要求1所述的基于硬件优化的高阶暂态PMSG计算方法，其特征在于，所述dq轴PMSG模型包括：dq轴电压方程、磁链方程以及电磁转矩方程，其中，dq轴电压方程的表达式为：

v_dq0＝Ri_dq0+pλ_dq0+S，其中，i_dq0为派克变换后定子dq0轴和转子kdkq轴的电流，λ_dq0为派克变换后定子dq0轴和转子kdkq轴的磁链，R为派克变换后定子dq0轴和转子kdkq轴的电阻，S为速度电动势项，反映定子绕组切割磁力线所产生的电动势，p为微分算子p＝d/dt；

磁链方程的表达式为：

λ₀＝L_lsi₀

其中，λ_d为派克变换后定子d轴的磁链，λ_kdr为转子kd轴的磁链，下标r表示将转子侧量折算到定子侧，L_d为定子d轴不饱和电抗，L_md为定子d轴励磁电感，L_kdr为转子kd轴阻尼绕组电抗，i_d为定子d轴电流，i_kdr为转子kd轴电流，λ_mr为永磁同步电机中永磁体作用的磁链，λ_q为派克变换后定子q轴的磁链，λ_kqr为派克变换后转子kq轴的磁链，L_q为定子q轴不饱和电抗，L_mq为定子q轴励磁电感，i_q为定子q轴电流，i_kqr为转子kq轴电流，λ₀为派克变换后定子0轴的磁链，L_ls为定子绕组漏抗，i₀为定子0轴电流；

电磁转矩方程的表达式为：

其中，P为发电机极对数。

3.根据权利要求1所述的基于硬件优化的高阶暂态PMSG计算方法，其特征在于，所述PMSG高阶暂态模型的表达式如下：

其中，i(t)为定子dq轴转子kdkq轴电流矩阵，E为单位矩阵，Δt为硬件离散计算每个步长的时间，A为电流矩阵时变系数矩阵，v(t)为定子dq轴转子kdkq轴电压矩阵，B为电压矩阵时变系数矩阵。

4.根据权利要求1所述的基于硬件优化的高阶暂态PMSG计算方法，其特征在于，所述对离散化后得到的PMSG高阶暂态模型进行硬件流程优化具体为将矩阵求逆问题解耦为线性方程计算问题。

5.一种基于硬件优化的高阶暂态PMSG计算系统，其特征在于，所述计算系统包括：

PMSG模型搭建模块，用于搭建三相永磁直驱风机PMSG模型；

park变换模块，用于利用park变换修改所述PMSG模型，得到dq轴PMSG模型；

离散化模块，用于对所述dq轴PMSG模型进行离散化，得到PMSG高阶暂态模型；

硬件流程优化模块，用于对离散化后得到的PMSG高阶暂态模型进行硬件流程优化，得到发电机模型出口端的电压电流。