一种双馈风力发电机组的参数检测方法技术

本发明专利技术提供了一种双馈风力发电机组的参数检测方法，包括步骤1：将试验双馈风电机组接入电网发电；通过录波设备采集双馈风力发电机组的电压信号和电流信号；步骤2：通过风电机组的主控制器采集风向、风速、桨距角、发电机转速、发电机转矩和主控低压穿越信号；通过变流器控制器采集变流器低压穿越信号、变流器Chopper动作信号和变流器Crowbar动作信号；步骤3：依据电流信号和电压信号获取双馈风力发电机的等效参数和低电压穿越响应延时时间。与现有技术相比，本发明专利技术提供的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，避免了由部分器件组成的实验平台带来的误差，能够反映双馈风力发电机组与电网的交互影响，检测方法操作性强、简单易行。

【技术实现步骤摘要】
一种双馈风力发电机组的参数检测方法
本专利技术涉及一种发电机的参数检测方法，具体涉及一种双馈风力发电机组的参数检测方法。
技术介绍
随着风力发电在电网中渗透率的不断增加，其对电网的影响也越来越大。所以风电机组不仅需要关注自身的性能，而且需要提高涉网的电气性能，以维持电网的安全稳定运行。围绕双馈风电机组涉网电气性能，需要针对其关键参数进行测量和辨识，为相关的研究和评估工作提供实测数据输入和实验支撑。现有技术中通常采用基于部分风电机组器件组成的实验平台对风电机组的参数进行检测，该方法能够简化实验条件，适合有针对性的部件级研究。但是对双馈风电机组整机的涉网电气性能而言，首先需要完整的风电机组作为实验对象；由于双馈风电机组电气性能会受到风速、桨距角和发电机转矩等机械参数的影响，所以面向风电机组整机的实验能够更全面和准确的反映出风电机组各个部件的特征，避免了由部分器件组成的实验平台所带来的误差。同时实验时风电机组应当并网发电以反映其与电网的交互影响，因为电网的强弱和电能质量的优良直接决定了风电机组的电气特性表现。双馈电机等效参数的检测方法主要包括在线检测和离线检测。在线检测指双馈电机投入运行后，通过实时的电压和电流测量值以及相关算法来测得双馈电机参数。离线检测指在双馈电机投入运行前，向双馈电机施加不同形式的电压和电流信号，检测电机的电压和电流，通过方程计算或者采用拟合算法得带双馈电机参数。离线检测只能获得静态参数，而在实际运行中由于根据环境和运行工况的双馈电机的参数也会发生变化，因此离线检测的结果相较于实际参数有一定的误差。在线检测方法一般将双馈电机作为非线性系统，不仅解算复杂、求解速度慢而且难以保证工程应用中解算的稳定性。因此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种通过建立双馈电机的线性化模型对离线辨识结果进行在线校正的参数检测方法，从而保证了双馈风电机组的参数检测准确性。
技术实现思路
为了满足现有技术的需要，本专利技术提供了一种双馈风力发电机组的参数检测方法，包括：步骤1：将试验双馈风电机组接入电网发电，通过录波设备采集双馈风力发电机组的电压信号，电流环将双馈风力发电机组的电流信号转换为电压值；步骤2：通过风电机组的主控制器采集风向、风速、桨距角、发电机转速、发电机转矩和主控低压穿越信号；通过变流器控制器采集变流器低压穿越信号、变流器Chopper动作信号和变流器Crowbar动作信号；以及步骤3：依据所述电流信号和所述电压信号获取双馈风力发电机的等效参数和低电压穿越响应延时时间。优选的，所述步骤3中获取所述等效参数包括：步骤3-1：构建双馈风力发电机的等效电路模型；步骤3-2：依据双馈风力发电机的等效参数的铭牌值计算所述等效参数的初始值，包括定子电阻初始值Rs0、转子电阻初始值Rr0、定子漏感初始值Ls0、转子漏感初始值Lr0和定转子互感初始值Lm0；步骤3-3：基于所述等效电路模型和等效参数的初始值，采用迭代最小二乘法获取所述等效参数的值；优选的，所述等效电路模型包括依次连接于定子电压源正端与转子电压源正端之间的定子电阻Rs、定子漏感Ls、转子漏感Lr和转子电阻Rr；定转子互感Lm的一端连接于定子漏感Ls与转子漏感Lr的连接点，另一端分别与定子电压源负端和转子电压源负端相连；优选的，依据所述等效电路模型获取双馈风力发电机的迭代最小二乘法参数方程为：Y(N)＝φ(N)θ(N)，所述N时刻等效参数的值为使得所述Y(N)趋于零的值；其中，Us(N)为N时刻的定子电压，Ur(N)为N时刻的转子电压，Is(N)为N时刻的定子电流，Ir(N)为N时刻的转子电流；E(N)为N时刻的定转子互感的磁动势；优选的，通过数据矫正法获得Y(N)在不同时刻的最小值：min{Y(N)}＝(φ(N)-ε(N))θ(N)；其中，ε(N)为φ(N)的矫正函数；Rsd(N)、Lsd(N)、Rrd(N)、Lrd(N)和Lmd(N)为等效参数的当前矫正值；N+1时刻的矫正函数φN+1(N+1)＝φN(N+1)-εN(N+1)；优选的，所述低电压穿越响应延时时间包括变流器故障判断延时TF、变流器与主控制器的通信延时Tcom、变桨系统动作延时Tpit、Crowbar投入的判断延时Tcro、无功功率低穿控制延时TQ和有功功率低穿控制延时TP；优选的，所述变流器故障判断延时TF为自电网故障发生时刻tF至变流器向主控制器发出低穿信号SLVRTcon时刻tLVRTcon的时间差值；其中，tF为发电机定子电压方均根值小于额定值90％时的时间值，tLVRTcon为SLVRTcon信号的上升沿的时间值；所述变流器与主控制器的通信延时Tcom为tLVRTcon时刻至主控制器发出低穿信号SLVRT时刻tLVRT的时间差值；其中，tLVRT为SLVRT信号的上升沿的时间值；所述变桨系统动作延时Tpit为tLVRT时刻至变桨控制系统动作时刻tpit的时间差值；其中，tpit为桨距角的角度变化的时间值；所述Crowbar投入的判断延时Tcro为tLVRTcon时刻至Crowbar动作时刻tcro的时间差值；其中，tcro为Crowbar动作信号Scho的上升沿的时间值；所述无功功率低穿控制延TQ为tLVRTcon时刻至风电机组发出低穿额定无功功率时刻tQ的时间差值；其中，tQ为低穿过程中无功功率值进入并维持在无功功率平均值的±10％区间内的时间值；所述有功功率低穿控制延时TP为tLVRTcon时刻至风电机组发出低穿额定有功功率时刻tP的时间差值；其中，tP为低穿过程中有功功率值进入并维持在有功功率平均值的±10％区间内的时间值。与最接近的现有技术相比，本专利技术的优异效果是：1、本专利技术技术方案中，基于等效电路模型和等效参数的离线辨识值，采用迭代最小二乘法对离线辨识结果进行在线校正，既保证了辨识参数的准确性又显著提高了其运算效率；2、本专利技术技术方案中，采用线性数据矫正法获得Y(N)在不同时刻的最小值，基于线性计算方法能够保证迭代计算的收敛性和计算速度；3、本专利技术提供的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，避免了由部分器件组成的实验平台所带来的误差，能够反映双馈风电机组与电网的交互影响；涵盖关键参数全面、测量方法可操作性强，简单易行；4、本专利技术提供的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，结合风电机组实际控制策略和运行模式，对低电压穿越的动作响应进一步详细分类和系统总结为六类，可使风电机组低电压穿越性能分析和优化更有针对性，并为基于检测数据的仿真模型建模提供数据支撑。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是：本专利技术实施例中双馈风电机组关键参数示意图；图2是：本专利技术实施例中双馈风电机组等效电路图；图3是：本专利技术实施例中双馈风电机组低电压穿越响应逻辑图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。图1示出了双馈风力发电机组接入电网后连接示意图，其中双馈风力发电机的定子端接入电网，转子端通过变流器与电网相连，变流器控制器与风电机组的主控制器相连。本实施例中双馈风力发电机组的关键参数包括直采参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双馈风力发电机组的参数检测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：将试验双馈风电机组接入电网发电，通过录波设备采集双馈风力发电机组的电压信号，电流环将双馈风力发电机组的电流信号转换为电压值；步骤2：通过风电机组的主控制器采集风向、风速、桨距角、发电机转速、发电机转矩和主控低压穿越信号；通过变流器控制器采集变流器低压穿越信号、变流器Chopper动作信号和变流器Crowbar动作信号；以及步骤3：依据所述电流信号和所述电压信号获取双馈风力发电机的等效参数和低电压穿越响应延时时间。

【技术特征摘要】
1.一种双馈风力发电机组的参数检测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：将试验双馈风力发电机组接入电网发电，通过录波设备采集双馈风力发电机组的电压信号，电流环将双馈风力发电机组的电流信号转换为电压值；步骤2：通过风电机组的主控制器采集风向、风速、桨距角、发电机转速、发电机转矩和主控低压穿越信号；通过变流器控制器采集变流器低压穿越信号、变流器Chopper动作信号和变流器Crowbar动作信号；以及步骤3：依据所述电流信号和所述电压信号获取双馈风力发电机组的等效参数和低电压穿越响应延时时间；所述步骤3中获取所述等效参数包括：步骤3-1：构建双馈风力发电机组的等效电路模型；步骤3-2：依据双馈风力发电机组的等效参数的铭牌值计算所述等效参数的初始值，包括定子电阻初始值Rs0、转子电阻初始值Rr0、定子漏感初始值Ls0、转子漏感初始值Lr0和定转子互感初始值Lm0；步骤3-3：基于所述等效电路模型和等效参数的初始值，采用迭代最小二乘法获取所述等效参数的值。2.如权利要求1所述的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，其特征在于，所述等效电路模型包括依次连接于定子电压源正端与转子电压源正端之间的定子电阻Rs、定子漏感Ls、转子漏感Lr和转子电阻Rr；定转子互感Lm的一端连接于定子漏感Ls与转子漏感Lr的连接点，另一端分别与定子电压源负端和转子电压源负端相连。3.如权利要求2所述的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，其特征在于，依据所述等效电路模型获取双馈风力发电机组的迭代最小二乘法参数方程为：Y(N)＝φ(N)θ(N)，所述N时刻等效参数的值为使得所述Y(N)趋于零的值；其中，θT(N)＝[1Us(N)Ur(N)Is(N)Ir(N)]，Us(N)为N时刻的定子电压，Ur(N)为N时刻的转子电压，Is(N)为N时刻的定子电流，Ir(N)为N时刻的转子电流；E(N)为N时刻的定转子互感的磁动势。4.如权利要求3所述的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，其特征在于，通过数据矫正法获得Y(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子瑜，李庆，陈晨，秦世耀，赵宏博，朱琼锋，贺敬，王莹莹，张梅，张元栋，张利，唐建芳，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，中电普瑞张北风电研究检测有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11