[发明专利]双SRF下双馈风力发电机转子电压正负序量检测方法

摘要

本发明公开了一种双SRF下双馈风力发电机转子电压正负序量的实时检测方法，步骤如下：1）对当前三相转子电压信号的瞬时值进行连续采样；2）检测采样时刻的与电网同步旋转的角度和采样时刻的转子电角度；3）将采样瞬时值由三相静止坐标系转换为两相静止坐标系；4）根据公式（2）计算得到转子电压正负序量在各个采样时刻的角度；5）根据公式（3）计算得到当前在两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电压正负序量；6）将两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电压正负序量进行反Clark变换计算得到转子电压正负序量。本发明所提出检测方法，算法简单，无复数形式计算、无滤波器、无需构造电压电流的同步旋转向量，实时性强；算法无延时。

主权项

双SRF下双馈风力发电机转子电压正负序量检测方法，其特征在于：本方法在由三相转子电压采样模块、与电网同步旋转的角度和转子电角度检测模块、坐标变换模块、转子电压正负序量角度计算模块、两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电压正负序量计算模块、三相静止坐标系下转子电压正负序量计算模块构成的实时检测装置中实现，具体包括以下步骤：(1)三相转子电压采样模块对当前三相转子电压信号的瞬时值进行连续采样，并将采样结果保存为与时间顺序相关的序列形式Urotora(k)、Urotorb(k)、Urotorc(k)中；(2)与电网同步旋转的角度检测模块检测采样时刻的与电网同步旋转的角度并将其保存为与时间顺序相关的序列形式θs(k)中，转子电角度检测模块检测采样时刻的转子电角度并将其保存为与时间顺序相关的序列形式θr(k)中；(3)坐标变换模块将三相转子电压信号的采样瞬时值由三相静止坐标系转换为两相静止坐标系，并将结果保存到与时间顺序相关的序列形式α(k)、β(k)中；其转换矩阵为： α ( k ) β ( k ) = 2 3 1 - 1 2 - 1 2 0 3 2 - 3 2 Urotora ( k ) Urotorb ( k ) Urotorc ( k ) - - - ( 1 ) (4)转子电压正负序量角度计算模块根据电网角度检测模块的θs(k)与转子电角度检测模块检测θr(k)计算得到转子电压正序、负序量在各个采样时刻的角度θ+(k)、θ‑(k)；其转换矩阵为： θ + ( k ) θ - ( k ) = 1 - 1 - 1 - 1 θ s ( k ) θ r ( k ) - - - ( 2 ) (5)两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电压正负序量计算模块根据α(k)、β(k)，α(k‑1)、β(k‑1)，θ+(k)、θ‑(k)，θ+(k‑1)、θ‑(k‑1)，计算得到当前在两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电压正序量α+(k)、β+(k)，负序量α‑(k)、β‑(k)；其转换公式为： α + ( k ) β + ( k ) α - ( k ) β - ( k ) = C 1 · C 2 - 1 · α ( k ) β ( k ) α ( k - 1 ) β ( k - 1 ) - - - ( 3 ) C 1 = cos ( θ + ( k ) ) - sin ( θ + ( k ) ) 0 0 sin ( θ + ( k ) ) cos ( θ + ( k ) ) 0 0 0 0 cos ( θ - ( k ) ) - sin ( θ - ( k ) ) 0 0 sin ( θ - ( k ) ) cos ( θ - ( k ) ) - - - ( 4 ) C 2 = cos ( θ + ( k ) ) - sin ( θ + ( k ) ) cos ( θ - ( k ) ) - sin ( θ - ( k ) ) sin ( θ + ( k ) ) cos ( θ + ( k ) ) sin ( θ - ( k ) ) cos ( θ - ( k ) ) cos ( θ + ( k - 1 ) ) - sin ( θ + ( k - 1 ) ) cos ( θ - ( k - 1 ) ) - sin ( θ - ( k - 1 ) ) sin ( θ + ( k - 1 ) ) cos ( θ + ( k - 1 ) ) sin ( θ - ( k - 1 ) ) cos ( θ - ( k - 1 ) ) - - - ( 5 ) (6)三相静止坐标系下转子电压正负序量计算模块根据当前在两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电压正序量α+(k)、β+(k)，负序量α‑(k)、β‑(k)计算得到转子电压正序量Urotora+(k)、Urotorb+(k)、Urotorc+(k)，负序量Urotora‑(k)、Urotorb‑(k)、Urotorc‑(k)；其转换公式为： Urotora + ( k ) Urotorb + ( k ) Urotorc + ( k ) Urotora - ( k ) Urotorb - ( k ) Urotorc - ( k ) = 1 0 0 0 - 1 2 3 2 0 0 - 1 2 - 3 2 0 0 0 0 1 0 0 0 - 1 2 3 2 0 0 - 1 2 - 3 2 α + ( k ) β + ( k ) α - ( k ) β - ( k ) - - - ( 6 ) .