本发明专利技术公开了一种双馈风电机组转子侧控制器参数辨识的频域方法。首先，确定转子侧控制器的d轴和q轴解耦模型及待辨识参数；然后向转子侧控制器的参考信号中注入伪随机信号；并根据同步采集的输入伪随机信号及输出的转子电流d轴或q轴分量，计算输入信号的自功率谱及输入信号与输出信号的互功率谱，据此获得转子侧控制器解耦模型的传递函数的频率序列；最后基于阻尼非线性最小二乘优化方法辨识转子侧控制器各参数。本发明专利技术基于解耦模型辨识转子侧控制器各参数，实验方法简单；在输入参考信号上叠加伪随机信号作为激励，可在不影响双馈风电机组正常工作时进行，测试方法实用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。首先，确定转子侧控制器的4由和请由解耦模型及待辨识参数；然后向转子侧控制器的参考信号中注入伪随机信号；并根据同步采集的输入伪随机信号及输出的转子电流4由或4由分量，计算输入信号的自功率谱及输入信号与输出信号的互功率谱，据此获得转子侧控制器解稱模型的传递函数的频率序列；最后基于阻尼非线性最小二乘优化方法辨识转子侧控制器各参数。本专利技术基于解耦模型辨识转子侧控制器各参数，实验方法简单；在输入参考信号上叠加伪随机信号作为激励，可在不影响双馈风电机组正常工作时进行，测试方法实用。【专利说明】
本专利技术涉及，属于电力系统 建模领域。
技术介绍
自从风力发电引入电力系统以来，风电机组的模型问题特别是动态模型一直是研 究的热点。控制器是双馈风电机组的重要组成部分，其控制方式及模型参数对双馈风电机 组的动态特性影响较大，因此需对双馈风电机组控制器进行准确建模。 现有的文献在辨识风电机组控制器参数时，一般基于以转子电压为输出量的原控 制器模型进行，然原模型中的d轴与q轴变量存在耦合，如直接基于该模型辨识参数，实验 次数多且操作繁琐，为此这里提出以转子电流为输出量的控制器的d轴与q轴解耦模型，并 据此进行参数辨识。 现有参数辨识技术中，大都采用时域辨识方法。然时域辨识方法通常需大扰动实 验，由于电力系统本身的特点，向实际系统施加大扰动激励存在一定的风险，且不可能经常 操作。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种双馈风电机组转子侧控制器参数辨识的 频域方法，采用发电机转子电流作为输出信号，实现转子侧控制器的d轴和q轴解耦模型， 辨识转子侧控制器各参数，实验方法简单；在参考信号上施加伪随机二进制信号，在输入参 考信号上叠加伪随机信号作为激励，可在不影响双馈风电机组正常工作时进行，测试方法 实用。 本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案： 本专利技术提供，包括以下步 骤： 步骤1，确定双馈风电机组转子侧控制器的d轴和q轴解耦模型及待辨识参数，具 体为： 转子侧控制器的d轴解耦模型以电压偏差量作为输入、转子侧电流的d轴分量 作为输出，其传递函数Hjs, Θ)的表达式为： 【权利要求】1. ，其特征在于，包括以下步 骤： 步骤1，确定双馈风电机组转子侧控制器的d轴和q轴解耦模型及待辨识参数，具体 为： 转子侧控制器的d轴解耦模型以电压偏差量作为输入、转子侧电流的d轴分量作为 输出，其传递函数Hjs, Θ 〇的表达式为：(1) 式中，s为拉氏算子；Θ i为d轴解耦模型待辨识参数，Θ i = τ ; It(s)为d轴分量的拉氏变换；Vs 为定子电压参考值；V S为定子电压；ωΒ为基准角频 率；Κρ3和Ki3分别为d轴电压控制外环的比例和积分增益，Κρ4和K i4分别为d轴电压控制内 环的比例和积分增益；V为转子暂态电感； 转子侧控制器的q轴解耦模型以有功功率偏差量作为输入、转子侧电流的q轴分量 作为输出，其传递函数H2(s, θ2)的表达式为：(2) 式中，Θ 2为q轴解耦模型待辨识参数，Θ 2 = τ ;Ιν (s)为q轴分 量的拉氏变换；Ps_Mf为有功功率的参考值；PS为有功功率；K pl和Kn分别为q轴有功功 率控制外环的比例和积分增益；Kp2和K i2分别为q轴有功功率控制内环的比例和积分增益； 步骤2,在定子电压参考值Vs 上施加电压伪随机信号V PEBS，并同步采集VPKBS及转子 侦U电流的d轴分量;在有功功率的参考值Ps 上施加有功功率伪随机信号PPKBS，并同步 采集Ρ_及转子侧电流的q轴分量L ; 步骤3,计算VPKBS的自功率谱Gvv (ω)以及VPKBS和的互功率谱GVI (ω)，从而计算出 转子侧控制器d轴解耦模型的传递函数的频率序列M；其中，ω为 角频率； 步骤4,计算PPKBS的自功率谱GPP (ω)以及PPKBS和的互功率谱GPI (ω)，从而计算出 转子侧控制器q轴解耦模型的传递函数的频率序列(ω)，步骤5,将步骤1中的拉氏算子s用jco替换，得到频域传递函数氏（《，和 Η2 (ω，Θ 2);用氏（ω，Θ D拟合步骤3中的传递函数的频率序列/)丨（ft>)来辨识d轴解耦模 型中的待辨识参数91;用!12(?，θ2)拟合步骤4中的传递函数的频率序列来辨识q 轴解耦模型中的待辨识参数θ 2;其中，j为虚数； 步骤6,辨识前假设L/已知，输出步骤5中得到的Θ i中的和Θ 2中 的的辨识结果。2. 根据权利要求1所述的，其特 征在于，自功率谱的计算过程为，先计算其自相关函数，再对计算出的自相关函数进行傅立 叶变换，便可得到自功率谱；互功率谱的计算过程为，先计算两者的互相关函数，再对计算 得到的互相关函数进行傅立叶变换，即可得到互功率谱。3. 根据权利要求1所述的，其特 征在于，步骤5中所述拟合采用阻尼非线性最小二乘优化方法。4. 根据权利要求3所述的，其特 征在于，步骤5中辨识d轴解耦模型中的Θ i，其阻尼非线性最小二乘优化方法的目标函数 为：式中，参数搜索范围为θ i e ，θ lmaj^p θ lmin分别为待辨识参数θ i的最 大设定值和最小设定值；n为辨识频窗内相对于电压偏差量的传递函数序列总点数；i 为整数，i e 。5. 根据权利要求3所述的，其特 征在于，步骤5中辨识q轴解耦模型中的θ2，其阻尼非线性最小二乘优化方法的目标函数：式中，参数搜索范围为θ 2 e ，θ 2_和θ 2niin分别为待辨识参数θ 2的最 大设定值和最小设定值；1为辨识频窗内1#相对于电压偏差量的传递函数序列总点数；k 为整数，k e 。6. 根据权利要求1所述的，其特 征在于，步骤1中所述基准角频率ωΒ = 2 π fN，其中，fN为系统的额定频率。7. 根据权利要求1所述的，其特 1} 征在于，步骤1中所述转子暂态电感4 f，其中，Lss为定子电感，Lss = 为 转子电感，L" = Lp+Lm，Ls。和L。分别为定子漏感和转子漏感，Lm为定转子互感。【文档编号】H02P21/14GK104218864SQ201410410531【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日 【专利技术者】潘学萍, 鞠平, 吴峰, 金宇清, 张源, 杨晓梅, 黄俊辉, 王海潜, 谢珍建, 乔黎伟, 祁万春, 谈健, 赵宏大 申请人:河海大学, 国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力经济技术研究院本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双馈风电机组转子侧控制器参数辨识的频域方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定双馈风电机组转子侧控制器的d轴和q轴解耦模型及待辨识参数，具体为：转子侧控制器的d轴解耦模型以电压偏差量作为输入、转子侧电流的d轴分量Idr作为输出，其传递函数H1(s,θ1)的表达式为：H1(s,θ1)=Idr(s)Vs_ref-Vs=Kp3Kp4Lr′/ωBs2+Kp4Ki3+Kp3Ki4Lr′/ωBs+Ki3Ki4Lr′/ωBs(s2+Kp4Lr′/ωBs+Ki4Lr′/ωB)---(1)]]>式中，s为拉氏算子；θ1为d轴解耦模型待辨识参数，θ1＝[Kp3,Ki3,Kp4,Ki4,Lr′]T；Idr(s)为d轴分量Idr的拉氏变换；Vs_ref为定子电压参考值；Vs为定子电压；ωB为基准角频率；Kp3和Ki3分别为d轴电压控制外环的比例和积分增益，Kp4和Ki4分别为d轴电压控制内环的比例和积分增益；Lr′为转子暂态电感；转子侧控制器的q轴解耦模型以有功功率偏差量作为输入、转子侧电流的q轴分量Iqr作为输出，其传递函数H2(s,θ2)的表达式为：H2(s,θ2)=Iqr(s)Ps_ref-Ps=Kp2Kp1Lr′/ωBs2+Kp2Ki1+Kp1Ki2Lr′/ωBs+Ki2Ki1Lr′/ωBs(s2+Kp2Lr′/ωBs+Ki2Lr′/ωB)---(2)]]>式中，θ2为q轴解耦模型待辨识参数，θ2＝[Kp1,Ki1,Kp2,Ki2,Lr′]T；Iqr(s)为q轴分量Iqr的拉氏变换；Ps_ref为有功功率的参考值；Ps为有功功率；Kp1和Ki1分别为q轴有功功率控制外环的比例和积分增益；Kp2和Ki2分别为q轴有功功率控制内环的比例和积分增益；步骤2，在定子电压参考值Vs_ref上施加电压伪随机信号VPRBS，并同步采集VPRBS及转子侧电流的d轴分量Idr；在有功功率的参考值Ps_ref上施加有功功率伪随机信号PPRBS，并同步采集PPRBS及转子侧电流的q轴分量Iqr；步骤3，计算VPRBS的自功率谱GVV(ω)以及VPRBS和Idr的互功率谱GVI(ω)，从而计算出转子侧控制器d轴解耦模型的传递函数的频率序列其中，ω为角频率；步骤4，计算PPRBS的自功率谱GPP(ω)以及PPRBS和Iqr的互功率谱GPI(ω)，从而计算出转子侧控制器q轴解耦模型的传递函数的频率序列步骤5，将步骤1中的拉氏算子s用jω替换，得到频域传递函数H1(ω,θ1)和H2(ω,θ2)；用H1(ω,θ1)拟合步骤3中的传递函数的频率序列来辨识d轴解耦模型中的待辨识参数θ1；用H2(ω,θ2)拟合步骤4中的传递函数的频率序列来辨识q轴解耦模型中的待辨识参数θ2；其中，j为虚数；步骤6，辨识前假设Lr′已知，输出步骤5中得到的θ1中的[Kp3,Ki3,Kp4,Ki4]和θ2中的[Kp1,Ki1,Kp2,Ki2]的辨识结果。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘学萍，鞠平，吴峰，金宇清，张源，杨晓梅，黄俊辉，王海潜，谢珍建，乔黎伟，祁万春，谈健，赵宏大，
申请(专利权)人：河海大学，国家电网公司，江苏省电力公司，江苏省电力公司电力经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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