一种风电机组实现自主拖动功能的方法技术

本发明专利技术公开一种风电机组实现自主拖动功能的方法，所述风电机组包括双馈风力发电机、主控单元、变流器、短路装置，所述变流器包括网侧变换器及机侧变换器，所述网侧变换器和机侧变换器直流端相连形成直流母线，所述短路装置与所述双馈风力发电机定子相连使定子绕组形成闭合回路，所述风力发电机组在制造、测试、维护过程中需要双馈风力发电机有一定的带负载能力及在一段转速范围内工作的需求时，所述双馈风力发电机通过所述短路装置工作在异步电机模式；该风电机组实现自主拖动功能的方法使发电机组系统维护更加便捷，满足经济效益的要求，同时又充分利用风电变流器对双馈发电机进行相应的测试，降低发电机组测试系统的整体成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组实现自主拖动功能的方法


[0001]本专利技术涉及风电
，尤其涉及一种风电机组实现自主拖动功能的方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子控制技术的发展，对风电机组控制、测试、维护性能、便捷性和风机系统成本方面提出更高的要求。电机厂希望在不使用拖动电机的情况下，发电机可以自主实现输出一定的电磁转矩，且能在较宽的转速范围运行，测试电机的转速范围，带负载转矩能力。在进行风电机组维护时，希望在不使用拖动电机的情况下，发电机代替电机进行风叶位置调整进行维护工作。
[0003]为了适应客户需求，从减小系统复杂度，降低双馈发电机测试系统和风电机组维护的成本角度出发，需要设计相应定子短路装置电路和拖动软件控制算法，实现双馈电机高性能拖动功能。
[0004]现有技术提出关于风电机组实现自主拖动方法如下：
[0005]根据电机参数，设定V/F曲线，通过调节逆变输出电压的频率和幅值实现电机的速度调节。
[0006]上述速度开环控制方式，调速精度和动态响应特性并不是十分理想，尤其是在低速区域由于转子电阻的压降不容忽视而使电压调整比较困难，低速下不能获得较大的电磁转矩，不能得到较大的调速范围和较高的调速精度。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是提出一种风电机组实现自主拖动功能的方法，该风电机组实现自主拖动功能的方法使发电机组系统维护更加便捷，满足经济效益的要求，同时又充分利用风电变流器对双馈发电机进行相应的测试，降低发电机组测试系统的整体成本。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种风电机组实现自主拖动功能的方法，所述风电机组包括双馈风力发电机、主控单元、变流器、短路装置，所述变流器包括网侧变换器及机侧变换器，所述网侧变换器和机侧变换器直流端相连形成直流母线，所述短路装置与所述双馈风力发电机定子相连使定子绕组形成闭合回路，所述风力发电机组在制造、测试、维护过程中需要双馈风力发电机有一定的带负载能力及在一段转速范围内工作的需求时，所述双馈风力发电机通过所述短路装置工作在异步电机模式；
[0009]检测双馈风力发电机转子端口侧的端口电流i
rabc
，通过变换得到转子电流dq轴分量i
rdq
及转子电流磁链αβ轴分量i
rαβ
，检测双馈风力发电机转子端口电压值u
ref
，通过变换得到转子电压磁链αβ轴分量u
rαβ
，将转子端口电压值u
re
与转子电压最大允许值u
rmax
作差再经过比例积分控制器转化得到转子弱磁给定量ψ
fw
；
[0010]检测双馈风力发电机转子角速度ω，将转子角速度ω、转子电流d轴分量i
rd
、转子电流q轴分量i
rq
经过转速电流型磁链模型计算得到定子磁链角度θ及定子磁链值ψ
s
，或者将
转子电流磁链αβ轴分量i
rαβ
、转子电压磁链αβ轴分量u
rαβ
经过电压电流型磁链模型计算得到定子磁链角度θ及定子磁链值ψ
s
；
[0011]设定转子角速度给定值ω
*
，将转子角速度给定值ω
*
减去转子角速度ω，再经过转子转速环比例积分控制器得到转子电流q轴分量给定值i
rq*
，将转子电流q轴分量给定值i
rq*
减去转子电流q轴分量i
rq
，再经过转子电流环比例积分控制器得到转子端口电压q轴分量初始给定值，将转子端口电压q轴分量初始给定值与转子端口前馈电压q轴分量u
q
求和得到转子端口电压q轴分量给定值u
rq*
；设定定子磁链给定值ψ
s*
，将定子磁链给定值ψ
s*
减去定子磁链值ψ
s
及转子弱磁给定量ψ
fw
，再经过转子磁链环比例积分控制器得到转子电流d轴分量给定值i
rd*
,将转子电流d轴分量给定值i
rd*
减去转子电流d轴分量i
rd
，再经过转子电流环比例积分控制器得到转子端口电压d轴分量初始给定值,将转子端口电压d轴分量初始给定值与转子端口前馈电压d轴分量u
d
求和得到转子端口电压给定值d轴分量u
rd*
；将转子端口电压q轴分量给定值u
rq*
及转子端口电压给定值d轴分量u
rd*
经过变换后得电机控制输出值输入至双馈风力发电机。
[0012]优选地，当所述双馈风力发电机工作在低速模式时，采用转速电流型磁链模型计算定子磁链角度θ及定子磁链值ψ
s
，所述转速电流型磁链模型为：其中，L
m
为电机激磁电感，ω为电机转子角速度，T
s
为电机时间常数，p为微分算子。
[0013]优选地，当所述双馈风力发电机工作在高速模式时，采用电压电流型磁链模型计算定子磁链角度θ及定子磁链值ψ
s
，所述电压电流型磁链模型为：
[0014][0015]其中，ψ
sα
及ψ
sβ
为定子磁链αβ轴分量，u
rα
及u
rβ
为转子电压磁链αβ轴分量，i
rα
及i
rβ
为转子电流磁链αβ轴分量，L
r
为电机转子互感，L
m
为电机激磁电感，L
s
为电机定子互感。
[0016]优选地，所述转子端口电压q轴分量给定值u
rq*
为：为：
[0017]其中，所述转子端口电压q轴分量初始给定值为(R
r
+σL
rp
)i
rp
，所述转子端口前馈电压q轴分量u
q
为R
r
为电机转子电阻，σ为电机漏感系数，L
r
为电机转子互感，p为微分算子，L
m
为电机激磁电感，L
s
为电机定子互感。
[0018]优选地，所述转子端口电压d轴分量给定值u
rd*
为：为：
[0019]其中，所述转子端口电压d轴分量初始给定值为(R
r
+σL
rp
)i
rp
，所述转子端口前馈电
压d轴分量u
d
为R
r
为电机转子电阻，σ为电机漏感系数，L
r
为电机转子互感，p为微分算子，L
m
为电机激磁电感，L
s
为电机定子互感。
[0020]优选地，所述双馈风力发电机转子端口电压值为：其中，u
rd
为检测得到的转子端口电压d轴分量，u...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电机组实现自主拖动功能的方法，其特征在于：所述风电机组包括双馈风力发电机、主控单元、变流器、短路装置，所述变流器包括网侧变换器及机侧变换器，所述网侧变换器和机侧变换器直流端相连形成直流母线，所述短路装置与所述双馈风力发电机定子相连使定子绕组形成闭合回路，所述风力发电机组在制造、测试、维护过程中需要双馈风力发电机有一定的带负载能力及在一段转速范围内工作的需求时，所述双馈风力发电机通过所述短路装置工作在异步电机模式；检测双馈风力发电机转子端口侧的端口电流i
rabc
，通过变换得到转子电流dq轴分量i
rdq
及转子电流磁链αβ轴分量i
rαβ
，检测双馈风力发电机转子端口电压值u
ref
，通过变换得到转子电压磁链αβ轴分量u
rαβ
，将转子端口电压值u
ref
与转子电压最大允许值u
rmax
作差再经过比例积分控制器转化得到转子弱磁给定量ψ
fw
；检测双馈风力发电机转子角速度ω，将转子角速度ω、转子电流d轴分量i
rd
、转子电流q轴分量i
rq
经过转速电流型磁链模型计算得到定子磁链角度θ及定子磁链值ψ
s
，或者将转子电流磁链αβ轴分量i
rαβ
、转子电压磁链αβ轴分量u
rαβ
经过电压电流型磁链模型计算得到定子磁链角度θ及定子磁链值ψ
s
；设定转子角速度给定值ω
*
，将转子角速度给定值ω
*
减去转子角速度ω，再经过转子转速环比例积分控制器得到转子电流q轴分量给定值i
rq*
，将转子电流q轴分量给定值i
rq*
减去转子电流q轴分量i
rq
，再经过转子电流环比例积分控制器得到转子端口电压q轴分量初始给定值，将转子端口电压q轴分量初始给定值与转子端口前馈电压q轴分量u
q
求和得到转子端口电压q轴分量给定值u
rq*
；设定定子磁链给定值ψ
s*
，将定子磁链给定值ψ
s*
减去定子磁链值ψ
s
及转子弱磁给定量ψ
fw
，再经过转子磁链环比例积分控制器得到转子电流d轴分量给定值i
rd*
，将转子电流d轴分量给定值i
rd*
减去转子电流d轴分量i
rd
，再经过转子电流环比例积分控制器得到转子端口电压d轴分量初始给定值,将转子端口电压d轴分量初始给定值与转子端口前馈电压d轴分量u
d
求和得到转子端口电压给定值d轴分量u
rd*
；将转子端口电压q轴分量给定值u
rq*
及转子端口电压给定值d轴分量u
rd*
经过变换后得电机控制输出值输入至双馈风力发电机。2.根据权利要求1所述的风电机组实现自主拖动功能的方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周党生，刘震，赵晨光，
申请(专利权)人：深圳市禾望电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：