永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种永磁直驱风力发电机输出有功功率控制 方法及装置。
【背景技术】
[0002] 传统永磁直驱风力发电机组中，永磁直驱风力发电机的电磁有功功率IV咸去发电 机本身的铜损功率P ra即为发电机的输出有功功率P __，发电机的输出有功功率PciutpJ^ 去风力发电机组自用损耗功率Plciss，即为风力发电机组的并网净上网有功功率p g"djUtPUt。
[0003] 在永磁直驱风力发电机组运行过程中，永磁直驱风力发电机一般采用矢量控制， 即风力发电机组主控制器通过控制发电机的转速η和电磁扭矩TJlj额定值，使得发电机 的电磁有功功率匕=?\*ω η= T J2 π η/60达到额定值，进而使得发电机的输出有功功率 Pciutput达到额定值，风力发电机组的并网净上网有功功率P ___达到额定值。
[0004] 但在永磁直驱风力发电机组实际运行过程中，发电机定子绕组的电阻值随温度的 增加（降低）而增加（降低），从而使得额定运行时发电机本身的铜损功率相对于理论额定 铜损功率出现漂移，由于发电机的电磁有功功率处于额定值，根据能量守恒定率，发电机的 输出有功功率将出现漂移，进而风力发电机组的并网净上网有功功率将出现飘移，出现超 发或欠发现象，降低发电效率和发电量。
【发明内容】
[0005] 本发明的实施例提供了一种永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法及装置， 使得发电机的输出有功功率保持在额定值，进而使得风力发电机组的并网净上网有功功率 保持在额定值，避免了超发或欠发现象，提高了发电效率和发电量。
[0006] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0007] -方面，本发明提供一种永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法，包括：
[0008] 将发电机的实际铜损功率和发电机的理论铜损功率相减得到发电机的铜损功率 差值；
[0009] 根据所述发电机的铜损功率差值对发电机的给定电磁扭矩进行补偿，以使发电机 的输出有功功率保持在额定值。
[0010] 另一方面，本发明提供一种永磁直驱风力发电机输出有功功率控制装置，包括：
[0011] 铜损功率差值计算模块，用于将发电机的实际铜损功率和发电机的理论铜损功率 相减得到发电机的铜损功率差值；
[0012] 给定电磁扭矩补偿模块，用于根据所述发电机的铜损功率差值对发电机的给定电 磁扭矩进行补偿，以使发电机的输出有功功率保持在额定值。
[0013] 本发明实施例的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法及装置，根据发电机 的铜损功率差值对发电机的给定电磁扭矩进行补偿，即对发电机的给定电磁有功功率进行 补偿，使得发电机的输出有功功率保持在额定值，进而使得风力发电机组的并网净上网有 功功率保持在额定值，避免了超发或欠发现象，提高了发电效率和发电量。
【附图说明】
[0014] 图1为永磁直驱风力发电机组的拓扑结构示意图；
[0015] 图2为永磁直驱风力发电机组的功率损耗情况示意图；
[0016] 图3为本发明提供的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法一个实施例的 流程示意图；
[0017] 图4为本发明提供的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法又一个实施例 的流程示意图；
[0018] 图5为图4所示实施例中步骤S405 -种可行实施方式的逻辑示意图；
[0019] 图6为图4所示实施例中步骤S405另一种可行实施方式的逻辑示意图；
[0020] 图7为本发明提供的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制装置一个实施例的 结构示意图；
[0021] 图8为本发明提供的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制装置又一个实施例 的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 在对本发明的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法及装置进行描述之前， 先来介绍一下永磁直驱风力发电机组的拓扑结构以及功率损耗情况。
[0023] 图1为永磁直驱风力发电机组的拓扑结构示意图。如图1所示，叶轮11直接驱动 永磁直驱风力发电机12运行，永磁直驱风力发电机12输出端连接发电机侧D u/Dt滤波器 13, 发电机侧Du/Dt滤波器13输出端与发电机侧三相逆变器14相连，发电机侧三相逆变器 14、 直流侧支撑电容15、网侧三相逆变器16组成了全功率变流系统，网侧三相逆变器16输 出端与网侧LCL滤波器17相连，网侧LCL滤波器17输出端并入电网系统18,风力发电机主 控制电控系统19通过风力发电机自用电变压器20从电网系统18取电。
[0024] 图2为永磁直驱风力发电机组的功率损耗情况示意图。如图2所示，发电机的电 磁有功功率IV咸去发电机的铜损功率P m即为发电机的输出有功功率P Ciutput，发电机的输出 有功功率Pciutput减去变流器及电缆损耗功率P lciss__vCTtCT，即为变流器网侧输出端有功功率， 变流器网侧输出端有功功率减去风力发电机主控制电控系统损耗功率P lciss_WTC即为风力发 电机组的并网净上网有功功率Pffldciutput。
[0025] 下面结合附图对本发明实施例永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法及装 置进行详细描述。
[0026] 实施例一
[0027] 图3为本发明提供的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法一个实施例的 流程示意图。如图3所示，本实施例的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法，具体可 以包括：
[0028] S301，将发电机的实际铜损功率Peu aetlve和发电机的理论铜损功率P eu_theOTy相减得 到发电机的铜损功率差值Pra_ dlff。
[0029] S302,根据发电机的铜损功率差值Peu dlff对发电机的给定电磁扭矩T e raf进行补 偿，以使发电机的输出有功功率？__保持在额定值。
[0030] 具体的，本实施例通过将发电机的实际铜损功率1^^_和发电机的理论铜损功 率IVtk y相减，得到发电机的铜损功率差值P ^dlff即发电机的铜损功率漂移。
[0031] 根据发电机的铜损功率漂移对发电机的给定电磁有功功率Ppf进行补偿，由于发 电机的电磁有功功率P f3= Tf^COm= 1\*2 JT n/60,因此可通过对发电机的给定电磁扭矩Tyf3f 进行补偿，从而实现对发电机的给定电磁有功功率Ppf的补偿，抵消发电机的铜损功率漂 移，消除因发电机的铜损功率漂移导致的发电机的输出有功功率漂移和风力发电机组的并 网净上网有功功率漂移问题，使得发电机的输出有功功率P ciutput和风力发电机组的并网净 上网有功功率PffldciutpuJ^保持在额定值，避免超发或欠发现象，提高发电效率和发电量。本 实施例的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法，根据发电机的铜损功率差值对发电 机的给定电磁扭矩进行补偿，即对发电机的给定电磁有功功率进行补偿，使得发电机的输 出有功功率保持在额定值，进而使得风力发电机组的并网净上网有功功率保持在额定值， 避免了超发或欠发现象，提高了发电效率和发电量。
[0032] 实施例二
[0033] 图4为本发明提供的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法又一个实施例 的流程示意图。如图4所示，本实施例的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法给出 了图3所示实施例的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法的一种具体实现方式，本 实施例的永磁直驱风力发电机输出有功功率控制方法具体可以包括：
[0034] S401，根据发电机定子绕组的实际温度taetlve和初始温度t s下发电机定子绕组的 初始电阻值Rs计算得到发电机定子绕组的实际电阻值R &tlTC。
[0035] 具体的，在发电机实际运行过程中，发电机定子绕组的温度t会发生变化，进而导 致发电机定子绕组的电阻值R会发生变化。由于发电机定子绕组在初始温度^下的初始 电阻值R s已知，且发电机定子绕组的电阻值R随温度每上升（下降）1度上升（下降）的 百分比K可以通过测量得到，当前发电机定子绕组的实际温度U tlre可以通过安装在发电 机定子绕组上的温度传感器测量得到，因此当前发电机定子绕组的实际温度tartlTC下，发电 机定子绕组的实际电阻值R artlre可以通过以下公式计算得到：
[0036] Ractlve= ((t actlve-ts) *K+100% ) Rs
[0037] S402,根据发电机定子绕组的实际电阻值Raetlve和发