专利名称：一种风力发电逆变并网中获取pid参数的方法
技术领域：
本发明涉及强电检测领域，特别是涉及一种风力发电逆变并网中获取PID 参数的方法。
背景技术：
风力发电逆变并网电流电压双环控制中的比例积分微分(PID Proportion Integration Differentiation)参数是一系列重要参it。常头见方式下，如果没有获 得较准确的并网参数，只能依靠工程整定法或在线自整定法来调节PID参数， 工程整定法如经验法，衰减曲线法等，需根据经验先确定一个PID参数，通过 不断调整参数给定值(可依据经验公式)，直到控制系统符合要求为止。PID 在线自整定法需要将常规PID控制与各种智能控制方法相结合，如模糊控制， 神经网络、专家系统等，利用数字信号处理(DSPDigital Signal Processing)的 计算能力，实时调整PID参数。
但是工程整定法获得PID参数测试调整时间长，效率低。 在线自整定法的控制效果取决于智能控制方法的算法、规则以及特性参数 或初值的选取，存在计算量大、规则或初值设定困难的缺点。
发明内容
本发明提供了 一种风力发电逆变并网中获取PID参数的方法，用以提高风 力发电逆变并网双环控制中PID参数调节的效率及准确度。
本发明方法包括下列步骤求取电阻值的步骤以给定的直流电流值和通 过测量获得的输入电压值求取电阻值；求取电感值的步骤以测量获得的输入 电压值和三相交流电流的无功分量求取电感值；求取PID参数的步骤以获得的所述电阻值和电感值计算PID参数。
所述求取电阻值的步骤中还包括设网侧等效电路中电容为开路；设网侧 等效电路中电感为短路。以及对输入的直流电流进行滞环控制，使输入的直流 电流值稳定于给定的直流电流值。
所述求取电感值的步骤中具体包括三相交流电流经过采样后进行3/2变 换及PARK变换，得到有功分量和无功分量；对其中的无功分量进行滤波处理， 得到无功分量的直流分量值；以所述直流分量值和电压测量值求取电感值。
所述求取PID参数的步骤中具体包括根据选取的系统控制模型确定被调 用的公式；将所述电阻值和电感值带入被调用的公式计算得出PID参数。
本发明有益效果如下
本发明可自动并准确的测量网侧的电阻、电感^t,并以获得的电阻值和 电感值计算PID参数，具体可利用软件计算并直接将PID参数设定至风力发电 逆变并网双环控制系统中，因此具有实施简便快速，结果准确的特点，极大的 提高了调节效率。
图1为本发明实施例中的方法流程图2为本发明实施例中的网侧等效电if各图3为本发明实施例中的简化网侧等效电路图4为本发明实施例中的给定直流电流滞环控制图5为本发明实施例中的电感测量实现框图6为本发明实施例中的近似电流内环结构图。
具体实施例方式
为了提高风力发电逆变并网双环控制中PID参数调节的效率及准确度，本 发明提供了 一种风力发电逆变并网中获取PID参数的方法，主要思路是能够自动实现网侧电阻、电感测量，并通过软件程序计算，直接设定风力发电逆变并
网电流电压双环控制中的PID参数。参见图l所示，包括如下具体步骤
51、 求取电阻值的步骤以给定的直流电流值和通过测量获得的输入电压值求取电阻值。
52、 求取电感值的步骤以测量获得的输入电压值和三相交流电流的无功分量求取电感值。
53、 求取PID参数的步骤以获得的所述电阻值和电感值计算PID参数。注上述步骤Sl与S2之间不分先后。
上述步骤Sl中具体包括如下内容参见图2所示，图中R1、 R2、 R3分别为L1、 L2、 C的等效阻抗，Lp为并网变压器原边。由于电容C值较小，在低频情况下，电容C相当于开路，可以忽略，故图2所示电路可简化等效于图
3所示电路。当图3所示电路中输入为直流电流^时，电感Leq相当于短路，故可以通过输入电压与电流计算得到电阻Req。
为了使图3所示电路输入电流's稳定于给定电流值，需要对其进行滞环控
制，图4所示为给定直流电流滞环控制图，其中z's为给定电流值，if为反馈电流值，io为调节后电流l命出值。
上述步骤S2中具体包括如下内容参见图5所示，对逆变器输出三相交
流电流采样，采样后进行3/2变换及PARK变换，得到有功分量^和无功分量^ ,
其中e为电压矢量的旋转角度。由于电感主要作用于电流无功分量，所以对^进
行滤波处理，滤波后得到"的直流分量，结合电压测量值进行计算，得到网侧电感值。
上述步骤S3中具体包括如下内容在获得网侧电感、电阻值后，PID参数可根据公式(该公式与选取的系统控制模型有关)进行计算。以电流环为例，当采用PI调节器时，其近似结构如图6所示，其中《^为比例增益；
^"为积分增益；
《p,为桥路pwm等效增益；
丄为网侧电感；
及为网,'J电阻；
当不考虑 扰动时，则电流内环闭环传递函数为:<formula>formula see original document page 6</formula>
式中<formula>formula see original document page 6</formula>由式(1)计算得到电流内环阻尼比《和自然振荡频率""为:
<formula>formula see original document page 6</formula>- 丄 (3)联立式(2)、 (3)计算得到' 2 及
《p隨 (4)
工程中，自然振荡频率""、阻尼比《可取定值，将其代入式u)中，由
已测得的l、 r即可确定pi调节器参数^及《"。
可见，本发明实施例可自动并准确的测量网侧的电阻、电感参数，并以获得的电阻值和电感值计算所需的pid参数，具体可利用软件计算并直接将pid参数设定至风力发电逆变并网双环控制系统中，因此具有实施简便快速，结果准确的特点，极大的提高了调节效率。
明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，.则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种风力发电逆变并网中获取PID参数的方法，其特征在于，包括下列步骤求取电阻值的步骤以给定的直流电流值和通过测量获得的输入电压值求取电阻值；求取电感值的步骤以测量获得的输入电压值和三相交流电流的无功分量求取电感值；求取PID参数的步骤以获得的所述电阻值和电感值计算比例积分微分PID参数。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求取电阻值的步骤中还 包括设网侧等效电路中电容为开路； 设网侧等效电路中电感为短路。
3、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求取电阻值的步骤中还 包括对输入的直流电流进行滞环控制，使输入的直流电流值稳定于给定的直 流电流值。
4、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求取电感值的步骤中具 体包括三相交流电流经过采样后进行3/2变换及PARK变换，得到有功分量和无 功分量；对其中的无功分量进行滤波处理,得到无功分量的直流分量值； 以所述直流分量值和电压测量值求取电感值。
5、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求取PID参数的步骤中 具体包括根据选取的系统控制模型确定被调用的公式； 将所述电阻值和电感值代入被调用的公式计算得出PID参数。
全文摘要
本发明公开了一种风力发电逆变并网中获取PID参数的方法，涉及强电检测领域，用以提高风力发电逆变并网双环控制中PID参数调节的效率及准确度。包括求取电阻值的步骤以给定的直流电流值和通过测量获得的输入电压值求取电阻值；求取电感值的步骤以测量获得的输入电压值和三相交流电流的无功分量求取电感值；求取PID参数的步骤以获得的所述电阻值和电感值计算PID参数。本发明可自动并准确的测量网侧的电阻、电感参数，并以获得的电阻值和电感值计算PID参数，具体可利用软件计算并直接将PID参数设定至风力发电逆变并网双环控制系统中，因此具有实施简便快速，结果准确的特点，极大的提高了调节效率。
文档编号H02J3/38GK101662157SQ20091017398
公开日2010年3月3日 申请日期2009年9月27日 优先权日2009年9月27日
发明者刘宏伟, 周继华, 杨凤山 申请人:北京东标电子有限公司