The invention discloses a novel energy Internet generator system efficiency optimization control method. Firstly, according to the mathematical model and electromagnetic characteristics of switched reluctance generator, the characteristic value of parameter theta P (theta P is the rotor position angle corresponding to the first phase current reaching the current reference value) is derived, and then the characteristic value of parameter theta e is derived from the parameter theta P.
【技术实现步骤摘要】
一种能源互联网新型发电机系统效率优化控制方法
本专利技术属于能源互联网领域,涉及一种能源互联网新型发电机系统效率优化控制方法。
技术介绍
开关磁阻发电机以结构简单、制造成本低、容错能力强、运行可靠性高,在较宽的转速范围内具有较高的效率,已经成功的应用于许多场合。由电压方程、磁链方程、转矩方程及运动方程构成的数学模型从理论上准确地、完整地描述了电磁与力学关系,然而由于开关磁阻发电机具有的双凸极结构使其电磁特性具有严重非线性,导致这些数学模型在实际中很少得到应用。无法建立开关磁阻发电机准确的损耗解析模型,则难以获得开关角与系统输出功率或发电效率之间准确的解析函数,因此无法通过计算法推导出最优开关角。目前开关角优化方法主要分为:离线数据优化法和在线寻优法。离线数据优化法通过仿真或实验获得开关磁阻发电机系统在不同工况下的最优开关角,并建立最优开关角与系统运行状态物理量(转速、电流参考值、目标功率和母线电压)之间的映射关系,接着导入到查找表,从而在系统运行过程中能根据运行状态物理量在线输出最优开关角。系统性能优化结果与查找表的维数及存储数据量有关。高维数和大量的数据可以提升系统性能,但需要占用大量内存以及消耗更多计算资源,对处理器的运算速度和存储空间有较高要求。同时随着开关磁阻发电机系统运行工况、环境及时间的改变,最优开关角也随之发生变化,因此静态获取的离线数据往往不能一直取得较好的控制性能。在线寻优法不依赖发电机的数学模型与结构参数,通过寻优算法迭代调节开关角,使系统发电效率不断增加,最终稳定于最优值。寻优算法的快速性和准确性由初始点(优化区间)和步长决定。较大的 ...
【技术保护点】
1.一种能源互联网新型发电机系统效率优化控制方法,其特征在于:根据开关磁阻发电机的对称原理,通过实验法测量得到转子位置角分别为0°、7.5°、15°和22.5°对应的磁链‑电流数据,采用高阶傅里叶级数建立磁链与转子位置角和相电流之间的函数关系,并使用四个特殊位置角的磁链‑电流数据拟合高阶傅里叶级数,得到系数矩阵,从而建立起任意转子位置角和任意电流到磁链的映射;接着根据磁链得到相电感,进而得到相电感对角度偏导的表达式,求解相电感对角度偏导表达式,可以得到角度θL,使相电感对角度偏导的绝对值最大,为有效利用旋转电动势绝对值较大的区域,提高电磁功率与发电效率,需要相电流在到达θL之前已建立起足够励磁,即满足θP<θL(θp为相电流第一次达到电流参考值对应的转子位置角);最后通过仿真与实验,得到开关磁阻发电机系统在不同工况下运行于效率最优对应的θP优化区间;与此同时依据参数θp推导出参数θe的特征值
【技术特征摘要】
1.一种能源互联网新型发电机系统效率优化控制方法,其特征在于:根据开关磁阻发电机的对称原理,通过实验法测量得到转子位置角分别为0°、7.5°、15°和22.5°对应的磁链-电流数据,采用高阶傅里叶级数建立磁链与转子位置角和相电流之间的函数关系,并使用四个特殊位置角的磁链-电流数据拟合高阶傅里叶级数,得到系数矩阵,从而建立起任意转子位置角和任意电流到磁链的映射;接着根据磁链得到相电感,进而得到相电感对角度偏导的表达式,求解相电感对角度偏导表达式,可以得到角度θL,使相电感对角度偏导的绝对值最大,为有效利用旋转电动势绝对值较大的区域,提高电磁功率与发电效率,需要相电流在到达θL之前已建立起足够励磁,即满足θP<θL(θp为相电流第一次达到电流参考值对应的转子位置角);最后通过仿真与实验,得到开关磁阻发电机系统在不同工况下运行于效率最优对应的θP优化区间;与此同时依据参数θp推导出参数θe的特征值(θe为续流电流降至零对应的转子位置角),并采用两个PI闭环,分别调节开通角和关断角,使参数θp和θe位于特征值附近,实现系统发电效率最优。2.根据权利要求1所述的开关磁阻发电机系统效率优化控制方法,其特征在于:依据参数θp推导出参数θe的特征值步骤如下:开关磁阻发电机系统的运行过程分为两个阶段,即励磁阶段和续流阶段,相应的磁链幅值表达式分别为:中(a...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈昊,王星,
申请(专利权)人:烟台仙崴机电有限公司,
类型:发明
国别省市:山东,37
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