本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙饋電機(jī)定子電流失真區(qū)域的判斷方法。

背景技術(shù)：

雙饋電機(jī)廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，為了節(jié)省編碼器的硬件成本，雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置角的估算顯得尤為重要；雙饋電機(jī)的閉環(huán)無(wú)速度編碼器控制技術(shù)通常用到的輸入測(cè)量變量包括：定子電流、定子電壓、轉(zhuǎn)子電流等。考慮到硬件成本，定子電流的測(cè)量通常采用互感器，當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，會(huì)在電機(jī)上感應(yīng)出很大的直流分量，因而互感器測(cè)量的定子電流會(huì)出現(xiàn)一定程度的失真。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種雙饋電機(jī)定子電流失真區(qū)域的判斷方法。

為此，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種雙饋電機(jī)定子電流失真區(qū)域的判斷方法，其中，Crowbar電路為一種轉(zhuǎn)子過(guò)流保護(hù)電路，Crowbar電路工作時(shí)會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子電流和定子電流幅值差產(chǎn)生影響，所述的雙饋電機(jī)定子電流失真區(qū)域的判斷方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

1)采集三相定子電流和三相轉(zhuǎn)子電流的S1階段：在此階段，利用互感器采集雙饋電機(jī)三相定子電流，利用傳感器采集雙饋電機(jī)三相轉(zhuǎn)子電流，將采集的三相定子電流和三相轉(zhuǎn)子電流發(fā)送到風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)，然后進(jìn)入S2階段；

2)計(jì)算三相定子和三相轉(zhuǎn)子電流坐標(biāo)分量的S2階段：在此階段，風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)將三相定子電流與三相轉(zhuǎn)子電流分別進(jìn)行3s/2s變換，得到定子電流兩相靜止坐標(biāo)系下的兩個(gè)坐標(biāo)分量與轉(zhuǎn)子電流兩相靜止坐標(biāo)系下的兩個(gè)坐標(biāo)分量，然后進(jìn)入S3階段；

3)計(jì)算三相定子電流幅值與三相轉(zhuǎn)子電流幅值的S3階段：在此階段，風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)根據(jù)步驟2)中得到的定子電流的兩個(gè)坐標(biāo)分量與轉(zhuǎn)子電流的兩個(gè)坐標(biāo)分量分別計(jì)算定子電流的幅值、轉(zhuǎn)子電流的幅值以及轉(zhuǎn)子電流與定子電流的幅值差，然后進(jìn)入S4階段；

4)判斷Crowbar電路是否接通的S4階段：在此階段，風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)判斷Crowbar電路是否接通，若判斷結(jié)果為“否”，則步驟3)中的轉(zhuǎn)子電流與定子電流的幅值差保持不變，然后進(jìn)入S6階段；若判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入S5階段；

5)幅值差增加恒定值的S5階段：風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)在步驟3)中轉(zhuǎn)子電流與定子電流幅值差的基礎(chǔ)上疊加恒定值，然后進(jìn)入S6階段；

6)進(jìn)行濾波的S6階段：在此階段，采用均值濾波器對(duì)幅值差進(jìn)行濾波，然后進(jìn)入S7階段；

7)將幅值差同時(shí)送入兩個(gè)滯環(huán)的S7階段：在此階段，將步驟6)中經(jīng)過(guò)濾波的幅值差同時(shí)送入失真判斷滯環(huán)和深度失真判斷滯環(huán)，然后進(jìn)入S8階段；

8)將失真判斷滯環(huán)輸出和深度失真判斷滯環(huán)輸出進(jìn)行邏輯運(yùn)算的S8階段：在此階段，將失真判斷滯環(huán)輸出和取反后的深度失真判斷滯環(huán)輸出進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，若邏輯與運(yùn)算結(jié)果為高電平，則該時(shí)刻采集的定子電流輕度失真。

所述的步驟6)中的均值濾波器頻率為50Hz。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該雙饋電機(jī)定子電流失真區(qū)域的判斷方法可以在不增加電流測(cè)量支路的基礎(chǔ)上，有效地判斷采集的定子電流是否處于失真區(qū)域以及處于深度失真區(qū)域還是處于淺度失真區(qū)域，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的雙饋電機(jī)定子電流失真區(qū)域判斷方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明提供的雙饋電機(jī)定子電流失真區(qū)域判斷方法的框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但下述實(shí)施例絕非對(duì)本發(fā)明有任何限制。

如圖1-2所示，該雙饋電機(jī)定子電流失真區(qū)域的判斷方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

1)采集三相定子電流和三相轉(zhuǎn)子電流的S1階段：在此階段，利用互感器采集雙饋電機(jī)三相定子電流，利用傳感器采集雙饋電機(jī)三相轉(zhuǎn)子電流，將采集的三相定子電流和三相轉(zhuǎn)子電流發(fā)送到風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)，然后進(jìn)入S2階段；

2)計(jì)算三相定子和三相轉(zhuǎn)子電流坐標(biāo)分量的S2階段：在此階段，風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)將三相定子電流與三相轉(zhuǎn)子電流分別進(jìn)行3s/2s變換，得到定子電流兩相靜止坐標(biāo)系下的兩個(gè)坐標(biāo)分量與轉(zhuǎn)子電流兩相靜止坐標(biāo)系下的兩個(gè)坐標(biāo)分量，然后進(jìn)入S3階段；

3)計(jì)算三相定子電流幅值與三相轉(zhuǎn)子電流幅值的S3階段：在此階段，風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)根據(jù)步驟2)中得到的定子電流的兩個(gè)坐標(biāo)分量與轉(zhuǎn)子電流的兩個(gè)坐標(biāo)分量分別計(jì)算定子電流的幅值、轉(zhuǎn)子電流的幅值以及轉(zhuǎn)子電流與定子電流的幅值差，然后進(jìn)入S4階段；

4)判斷Crowbar電路是否接通的S4階段：在此階段，風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)判斷Crowbar電路是否接通，若判斷結(jié)果為“否”，則步驟3)中的轉(zhuǎn)子電流與定子電流的幅值差保持不變，然后進(jìn)入S6階段；若判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入S5階段；

5)幅值差增加恒定值的S5階段：風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)在步驟3)中轉(zhuǎn)子電流與定子電流幅值差的基礎(chǔ)上疊加恒定值，然后進(jìn)入S6階段；

6)進(jìn)行濾波的S6階段：在此階段，采用均值濾波器對(duì)幅值差進(jìn)行濾波，然后進(jìn)入S7階段；

7)將幅值差同時(shí)送入兩個(gè)滯環(huán)的S7階段：在此階段，將步驟6)中經(jīng)過(guò)濾波的幅值差同時(shí)送入失真判斷滯環(huán)和深度失真判斷滯環(huán)，然后進(jìn)入S8階段；

8)將失真判斷滯環(huán)輸出和深度失真判斷滯環(huán)輸出進(jìn)行邏輯運(yùn)算的S8階段：在此階段，將失真判斷滯環(huán)輸出和取反后的深度失真判斷滯環(huán)輸出進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，若邏輯與運(yùn)算結(jié)果為高電平，則該時(shí)刻采集的定子電流輕度失真。

所述的步驟6)中的均值濾波器頻率為50Hz。

本發(fā)明提供的雙饋電機(jī)定子電流失真區(qū)域判斷方法的實(shí)施例如下：

本實(shí)施例中雙饋電機(jī)的發(fā)電功率為1.5MW；

首先，利用互感器采集三相定子電流，利用傳感器采集三相轉(zhuǎn)子電流，將采集的三相定子電流和三相轉(zhuǎn)子電流發(fā)送到風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)；

其次，風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)將三相定子電流與三相轉(zhuǎn)子電流分別進(jìn)行3s/2s(三相靜止坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系)變換，得到定子電流兩相靜止αβ坐標(biāo)系下的兩個(gè)坐標(biāo)分量Isα和Isβ與轉(zhuǎn)子電流兩相靜止αβ坐標(biāo)系下的兩個(gè)坐標(biāo)分量Irα和Irβ；

其中三相靜止坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系的變換矩陣為：

然后，風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)根據(jù)得到的定子電流的兩個(gè)坐標(biāo)分量Isα、Isβ計(jì)算定子電流的幅值Is_mag，根據(jù)轉(zhuǎn)子電流的兩個(gè)坐標(biāo)分量Irα、Irβ計(jì)算轉(zhuǎn)子電流的幅值Ir_mag，定子電流與轉(zhuǎn)子電流幅值計(jì)算公式分別為：

如果定子電流互感器測(cè)量值準(zhǔn)確，則轉(zhuǎn)子電流和定子電流幅值之間差k(定轉(zhuǎn)子變比)倍，由公式(2)與公式(3)計(jì)算轉(zhuǎn)子電流與定子電流的幅值差DIF：

DIF＝|Is_mag*k-Ir_mag| (4)

Crowbar電路為雙饋?zhàn)冾l器中的一種轉(zhuǎn)子過(guò)流保護(hù)電路，當(dāng)Crowbar開(kāi)通時(shí)，轉(zhuǎn)子逆變器被短路，因而其電流為0；由于電網(wǎng)電壓跌落，定子電流中含有直流分量，因而定子電流會(huì)失真；定子電流失真且轉(zhuǎn)子逆變器電流為0，此時(shí)幅值差也比較小，為了排除這種情況，緊接著，由風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)判斷Crowbar電路是否接通，若判斷結(jié)果為“否”，則轉(zhuǎn)子電流與定子電流的幅值差保持不變，采用均值濾波器對(duì)幅值差進(jìn)行濾波；若判斷結(jié)果為“是”，則轉(zhuǎn)子電流與定子電流幅值差的基礎(chǔ)上疊加恒定值2000A后采用頻率為50Hz均值濾波器對(duì)幅值差進(jìn)行濾波；

其次，將經(jīng)過(guò)濾波的幅值差同時(shí)送入失真判斷滯環(huán)和深度失真判斷滯環(huán)，失真判斷滯環(huán)的滯環(huán)比較值為300A/100A，深度失真判斷滯環(huán)滯環(huán)比較值為500A/200A；若深度失真判斷滯環(huán)輸出高電平，則該時(shí)刻采集的定子電流深度失真，反之為非深度失真；若失真判斷滯環(huán)輸出高電平，則該時(shí)刻采集的定子電流失真，反之為未失真；

再次，將失真判斷滯環(huán)輸出和取反后的深度失真判斷滯環(huán)輸出進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，若邏輯與運(yùn)算結(jié)果為高電平，則該時(shí)刻采集的定子電流輕度失真。