一种高可靠性的发电系统智能控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发电机发电控制技术的领域，尤其是涉及一种高可靠性的发电系统智能控制方法。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术、电力传动技术的日益发展，发电机发电系统现已得到了广泛的应用，如风力发电、水利发电等。但近几年，随着新能源以及科技的不断发展，很多发电场合对发电机发电系统的动态性能以及可靠性上提出了较高的要求。
[0003]目前发电机发电控制方法仍存在一些不足或待改进之处:在发电过程中电压调节还不够稳定；其采用的电流PI控制器，存在固有的滞后特性，从而会影响系统的动态性能和限制系统带宽的增加，响应速度受限；其发电系统控制的可靠性差，当遇到发电机出现绕组断路或短路故障后无法进行稳定正常发电，严重影响了发电机的发电性能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种高可靠性的发电系统智能控制方法，使其能够在发电过程中稳定地进行电压调节，同时能使发电系统具有很好地动态性能，减少滞后影响，且能使发电系统具有较高的可靠性，即使在发电机出现绕组断路或短路故障情况下仍能稳定正常发电，从而使之适用于对动态性能以及可靠性要求较高的发电场合。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种高可靠性的发电系统智能控制方法，该方法包括如下步骤:
[0006](I)启动原动机带动发电机运转进入发电状态，通过霍尔传感器采集发电机的三相电流ia、ib、i。，然后将其通过Clark变换和Park变换得到d_q坐标系下发电机的实际电流值id、iq;
[0007](2)通过位置检测器采集发电机的位置信号Θ，供Park变换和Park反变换使用，通过电压检测器采集四桥臂变换器端上的直流电压Udc;
[0008](3)将给定的电压Udc*与反馈的实际电压U d。送入电压调节器进行处理，得到能使电压稳定控制的给定电流1:;
[0009](4)将给定的d_q轴电流以及i /送入预测控制器，同时将上一次输出的d_q轴电压UdYk-1hUt^k-1)以及上一次反馈回来的电流id(k-l)和iq(k-l) —同送入预测控制器，得到预测出的d-q轴电压U: (k)和U: (k)，其预测表达式为:
[0010]U；(k) = A1Id (k-1) +A2 i； (k) +A3iq (k-1) +A4Ud* (k-1)
[0011]U；(k) = B1Iq (k-1) +B2i ； (k) +B3id (k-1) +B4Uq* (k-1)
[0012]其中，k为第k个控制周期，k-1表示第k-1个周期，即上一个周期，U； (k)和U: (k)分别为预测出的第k个控制周期的d-q轴电压，i；(k)和1:(k)分别为第k个控制周期内给定的d-q轴电流，A1, A2, A3,、为U ；(k)的调节参数，B1, B2, B3,已4为U ；(k)的调节参数，根据发电机自身不同的特性决定；
[0013](5)将得到的预测出的d-q轴电压U/(k)和U/(k)，经Park反变换后得到静止两相正交坐标系下给定的发电机电压u/、u/，当系统正常时，通过电压空间矢量脉宽调制(SVM)得到a、b、c三个桥臂的功率管开通、关断的脉宽调制信号Sa、Sb、S。，然后通过驱动四桥臂逆变器中的a、b、c三个桥臂使其输出相应的三相电流ia、ib、i。来控制发电机跟随给定信号稳定正常发电；
[0014](6)当系统出现一相绕组断路或一相绕组短路故障时，例如a相绕组出现断路或短路故障后，这时将用与发电机三相绕组中心点相连的第四桥臂η来代替出现故障的a桥臂，切除掉a桥臂，调整给定的发电机电压为故障下的u/、u/，同时将故障相a的电压矢量由第四桥臂η代替，即通过电压空间矢量脉宽调制(SVM)得到断路或短路故障态下的功率管开通、关断的脉宽调制信号Sn、Sb、S。，然后通过驱动四桥臂逆变器中的n、b、c三个桥臂使其输出相应的三相电流in、ib、i。来控制发电机跟随给定信号调压发电，使发电机在故障下仍能稳定正常地发电。
[0015]与现有技术相比，本发明的主要优势在于:
[0016]本发明提供了一种高可靠性的发电系统智能控制方法，该智能控制方法采用了电压调节器来对发电机进行电压的稳定调节，从而保证发出的电压稳定；在电流调节中采用了预测控制器来代替传统的电流PI控制器，解决了传统电流PI控制器的滞后特性，提高了系统的带宽和动态性能；最后采用了 SVM结合四桥臂变换器的控制方法来提高系统的可靠性，使系统能在发电机一相绕组断路或一相绕组短路故障情况下仍能稳定正常发电。本发明具有快速的动态响应能力、电压调节稳定、可靠性高、智能化等特点，适用于对动态性能以及可靠性要求较高的发电场合。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的控制原理框图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。
[0019]如图1所示，是本发明所述的一种高可靠性的发电系统智能控制方法的【具体实施方式】，其具体实施步骤为:
[0020](I)启动原动机带动发电机运转进入发电状态，通过霍尔传感器采集发电机的三相电流ia、ib、i。，然后将其通过Clark变换和Park变换得到d-q坐标系下发电机的实际电流值id、iq;
[0021](2)通过位置检测器采集发电机的位置信号Θ，供Park变换和Park反变换使用，通过电压检测器采集四桥臂变换器端上的直流电压Udc;
[0022](3)将给定的电压Udc*与反馈的实际电压U d。送入电压调节器进行处理，得到能使电压稳定控制的给定电流1:;
[0023](4)将给定的d-q轴电流以及i /送入预测控制器，同时将上一次输出的d-q轴电压UdYk-1hUt^k-1)以及上一次反馈回来的电流id(k-l)和iq(k-l) —同送入预测控制器，得到预测出的d-q轴电压U/ (k)和U/ (k)，其预测表达式为:
[0024]U；(k)