永磁同步发电机转子位置的补偿方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种永磁同步发电机转子位置的补偿方法及装置，该方法包括：将发电机的额定功率分为N段，得到N个功率区间段；对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算；对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值，有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值；根据每个功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量；按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。

Compensation Method and Device for Rotor Position of Permanent Magnet Synchronous Generator

The invention provides a compensation method and device for the rotor position of a permanent magnet synchronous generator, which includes: dividing the rated power of the generator into N segments to obtain N power intervals; for each power interval, when the difference between the output active power of the generator and the set value of the active power of the generator in the corresponding power interval is less than the first preset threshold, the power interval is obtained. Estimate the rotor position of the interval; apply the bias to the estimated rotor position of each power interval, and obtain the active power value of each power interval after applying the bias respectively. The active power value includes the active power output value of the network port of the converter or the active power output value of the generator; according to the active power output value of each power interval. The optimal rotor position offset of the power interval is determined by the rate value, and the estimated rotor position of the power interval is compensated by the optimal rotor position offset.

【技术实现步骤摘要】
永磁同步发电机转子位置的补偿方法及装置
本专利技术实施例涉及风力发电
，尤其涉及一种永磁同步发电机转子位置的补偿方法及装置。
技术介绍
随着数控机床技术对高精度和高动态性能需求的不断提高，永磁同步发电机以其结构简单，效率高，可控性好，调速范围宽等优点，广泛应用在风力发电领域。矢量控制技术和直接转矩控制技术是永磁同步发电机控制系统常用的控制技术。矢量控制技术和直接转矩控制技术均需要获取永磁同步发电机中的磁极转子位置，该磁极转子位置用于将三相坐标系下的三相电流转换为两相旋转坐标系下的转矩电流和弱磁电流。转矩电流又称有功电流，弱磁电流又称为无功电流。通过对有功电流和无功电流进行解耦控制，实现对永磁同步发电机的控制。现有技术中获取的磁极转子位置是通过估算的方法得到的。常用的估算方法包括：模型参考自适应方法、滑动变结构观测器的方法和反电势观测器方法。现有的对磁极转子位置的估算方法并不能对磁极转子位置进行准确的估算，使转子位置的估算值和实际值之间存在静差，导致电流变换得到的有功电流和无功电流与实际值之间存在偏差，进而使得对有功电流和无功电流进行解耦控制过程中出现偏差，不能实现最大转矩电流比控制，最终导致永磁同步发电机的发电效率降低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种永磁同步发电机转子位置的补偿方法及装置，解决了现有技术中的转子位置的估算方法并不能对磁极转子位置进行准确的估算，导致电流变换得到的有功电流和无功电流与实际值之间存在偏差，进而不能实现最大转矩电流比控制，最终导致永磁同步发电机的发电效率降低的技术问题。本专利技术实施例提供一种永磁同步发电机转子位置的补偿方法，包括：将发电机的额定功率分为N段，得到N个功率区间段；对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算；对每个所述功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个所述功率区间段的有功功率值，所述有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值；根据每个所述功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量；按照所述最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。本专利技术实施例提供一种永磁同步发电机转子位置的补偿装置，包括：功率区间段划分单元，用于将发电机的额定功率分为N段，得到N个功率区间段；转子位置估算单元，用于对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算；有功功率值获取单元，用于对每个所述功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个所述功率区间段的有功功率值，所述有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值；最优偏置量确定单元，用于根据每个所述功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量；转子位置补偿单元，用于按照所述最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。本专利技术实施例提供一种永磁同步发电机转子位置的补偿方法及装置，通过将发电机的额定功率分为N段，得到N个功率区间段；对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算；对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值，有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值；根据每个功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量；按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。根据转子位置、发电效率与有功功率值的关系，获取每个功率区间段的最优转子位置偏置量，通过将最优转子位置偏置量施加到估算的转子位置上，能够消除每个功率区间段转子位置估算值和实际值之间的静差，进而在每个功率区间段均能够实现最大转矩电流比控制，大大提高永磁同步发电机的发电效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一的流程图；图2为本专利技术永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例二的流程图；图3为本专利技术永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例三的流程图；图4为本专利技术永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例四的流程图；图5为本专利技术永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例五的流程图；图6为本专利技术永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例一的结构示意图；图7为本专利技术永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例二的结构示意图；图8为本专利技术永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例三的结构示意图；图9为本专利技术永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例四的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。图1为本专利技术永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一的流程图，如图1所示，则本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法的执行主体为永磁同步发电机转子位置的补偿装置，则本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法包括以下几个步骤。步骤101，将发电机的额定功率分为N段，得到N个功率区间段。步骤102，对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算。本实施例中，将永磁同步发电机的额定功率划分为N个功率区间段，其中N为正整数，每个功率区间段的大小可以相等。本实施例中，在每个功率区间段均存在发电机的有功功率设定值，该有功功率设定值为对应功率区间段的任一数值，如可以为中值，最大值，最小值等，本实施例中对此不做限定。具体地，本实施例中，对于各设定的功率区间段，整机控制器通过转矩控制器和变桨控制器，使得发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步发电机转子位置的补偿方法，其特征在于，包括：将发电机的额定功率分为N段，得到N个功率区间段；对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算；对每个所述功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个所述功率区间段的有功功率值，所述有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值；根据每个所述功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量；按照所述最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步发电机转子位置的补偿方法，其特征在于，包括：将发电机的额定功率分为N段，得到N个功率区间段；对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算；对每个所述功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个所述功率区间段的有功功率值，所述有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值；根据每个所述功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量；按照所述最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有功功率值包括发电机有功功率输出值时，所述根据每个所述功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量，具体包括：将每个所述功率区间段的发电机有功功率输出值的绝对值中的最大值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量；或者，计算每个所述功率区间段中在施加不同偏置量后发电机有功功率输出值与对应功率区间段的发电机有功功率设定值之间差值的第一绝对值，将所述第一绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述发电机有功功率输出值的绝对值中的最大值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量之前，还包括：对所述发电机有功功率输出值进行滤波处理；或者，在所述将第一绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量之前，还包括：对所述第一绝对值进行滤波处理。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有功功率值包括变流器网侧端口有功功率输出值时，所述根据每个所述功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量，具体包括：计算每个所述功率区间段中在施加不同偏置量后变流器网侧端口有功功率输出值与对应功率区段的发电机有功功率设定值之间差值的第二绝对值，将所述第二绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述将第二绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量之前，还包括：对所述第二绝对值进行滤波处理。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述每个所述功率区间段中的有功功率设定值为该功率区间段内的有功功率中间值；或者/并且，所述有功功率值包括变流器网侧端口有功功率输出值时，所述获取施加偏置量后的转子位置后，每个所述功率区间段的有功功率值，具体包括：获取施加偏置量后的转子位置后，每个所述功率区间段的风力发电机组的自耗电的有功功率以及注入电网的有功功率；将每个所述功率区间段的风力发电机组的自耗电的有功功率与注入电网的有功功率之和作为对应转子位置偏置量的变流器网侧端口有功功率输出值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述按照所述最优转子位置偏置量对该功率区...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瑞，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11