[发明专利]永磁水力发电机的位置传感器故障诊断及容错控制方法

权利要求书

1.永磁水力发电机的位置传感器故障诊断及容错控制方法，其特征在于，包括：

获取发电机转子位置和转速的检测值；

根据实测的电压电流值，结合预先构建的PMSG位置观测器，得到发电机转子位置和转速的观测值；

根据所述发电机转子位置和转速的观测值、发电机转子位置和转速的检测值，进行位置传感器故障诊断；

在诊断出位置传感器故障时，基于所述发电机转子位置和转速的观测值，进行容错控制。

2.根据权利要求1所述永磁水力发电机的位置传感器故障诊断及容错控制方法，其特征在于，所述PMSG位置观测器的构建包括：根据永磁同步发电机数学模型得到基于锁相环控制器的转子电角度和电角速度观测模型，所述转子电角度的观测值对应转子位置的观测值，所述转子电角速度的观测值对应转速的观测值。

3.根据权利要求1所述永磁水力发电机的位置传感器故障诊断及容错控制方法，其特征在于，所述方法还包括：根据转子位置的观测值和检测值，得到转子位置的残差，将所述转子位置的残差与转子位置的阈值相比较，得到转子位置比较结果；根据转速的观测值和检测值，得到转速的残差，将所述转速的残差与转速的阈值相比较，得到转速比较结果；根据所述转子位置比较结果和转速比较结果，进行位置传感器故障诊断。

4.根据权利要求3所述永磁水力发电机的位置传感器故障诊断及容错控制方法，其特征在于，在所述转速的残差超出转速的阈值或所述转子位置的残差超出转子位置的阈值时，诊断为位置传感器故障。

5.根据权利要求1所述永磁水力发电机的位置传感器故障诊断及容错控制方法，其特征在于，在诊断出位置传感器故障后，位置传感器故障诊断标志位置1，发电机系统的工作模式切换为容错运行模式，所述容错运行模式为以观测器得到的转子位置和转速值作为工作模式切换器的输出。

6.根据权利要求5所述永磁水力发电机的位置传感器故障诊断及容错控制方法，其特征在于，在位置传感器的故障标志位置1后，发电机系统保持故障标志置1的状态，直至故障标志位再次置0。

7.根据权利要求5所述永磁水力发电机的位置传感器故障诊断及容错控制方法，其特征在于，容错控制策略实施后，无论位置传感器是否发生故障，系统均能获得准确的发电机反电势矢量的位置，进而得到电机实际转速，同时利用该位置信号，将电流矢量分解，形成正交dq轴下转矩励磁分量，通过对转速外环的PI调节，输出转矩电流给定指令，励磁电流给定指令设为零，再通过对电流内环的PI调节，输出dq轴下电压给定指令，最后利用矢量合成和矢量变换，还原为三相轴系下定子电压给定矢量指令，经过矢量调制，输出驱动变流器的PWM脉冲，进而使实际转速、电流跟踪给定转速、电流指令，实现系统的无静差调节。