用于确定双馈感应发电机的漏电感的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及确定双馈感应发电机的漏电感。
【背景技术】
[0002] 绕线转子感应电机是其中转子包括绕组的旋转电机。运样的电机的一个示例为通 常用作发电机的双馈感应电机一一双馈感应发电机值FIG)。双馈感应发电机可W用于如 图1的示例所示的配置中，其中，图1的示例所示的配置包括变流器，使得一个变流器（逆 变器30)电连接在直流电压中间电路60与转子11之间，而另一变流器（整流器40)电连 接在直流电压中间电路60与交流网络70之间；通常，交流网络70由发电机10供电并且连 接至发电机的定子12。例如，运样的双馈感应发电机通常与风力满轮机20相结合地使用。
[0003] 在对电机的控制中，电机参数值的估计误差是通常的误差源。关于用作发电机的 电机，例如双馈感应发电机，运些估计误差会引起不准确的控制，从而导致例如针对无功功 率和有功功率的输出不准确。对参考设定点的不良跟随可W例如通过使用较高水平的控制 回路进行补偿，其中该控制回路作用于所测量并且请求的误差值并且根据实际输出对参考 进行补偿。然而，较高水平的控制器需要具有慢动态W不干扰较高动态控制器。在LVRT (低 电压穿越）情况下，较慢的控制器由于它们自然的慢动态行为而将对性能有负面影响，其 中，因为较慢的控制器并非基于发电机建模，所W慢动态行为是它们所固有的。
[0004] 例如，在双馈感应发电机的情况下，由电机制造商给出的漏电感值，或者如果由电 机制造商给出的漏电感值不可得，则由电机的用户所估计的值，已经被用于控制发电机。如 果运些漏电感值出于某些原因而不准确地匹配真实值，则运些不正确的值会引起双馈感应 发电机的不良控制性能。
【发明内容】
阳〇化]因此，本发明的目的是提供一种方法和用于实现该方法的设备，W解决或至少减 轻上述问题。本发明的目的是利用W独立权利要求中所阐述的内容所表征的方法、设备、逆 变器和变频器来实现的。在从属权利要求中描述了本发明的优选实施方式。
[0006] 本发明基于W下思想：基于在双馈感应发电机正在操作时对其执行的测量，获得 对电机漏电感的估计。
[0007] 本发明的优点在于：对实际电机漏电感的更好估计改进了控制性能并且减小了对 于慢动态的较高水平的控制器的需要，因此改进了在正常发电期间的操作和在网络中的瞬 变期间的响应时间二者。本发明使得能够自动识别漏电感，使得用户给定的发电机数据可 W根据实际值而被检验和调整。本发明也是有成本效益的并且即使在现有装置中也容易实 现。
【附图说明】
[0008] 在下文中，将参照附图、结合优选实施方式来详细描述本发明，在附图中：
[0009] 图1示出了根据实施方式的双馈感应发电机系统的框图；
[0010] 图2示出了根据实施方式的异步电机的等效电路；
[0011] 图3示出了根据实施方式的控制设备的框图；W及
[0012] 图4示出根据实施方式的确定漏电感的流程图。
【具体实施方式】
[0013] 本文中的实施方式的应用并不限于任意特定的双馈感应发电机值FIG)系统，而 是其可W应用于各种DFIG系统。另外，对本发明的运用并不限于例如任意特定的基频或者 任意特定的电压电平。
[0014] 图1示出了根据实施方式的双馈感应发电机系统的简化框图。该图仅示出对于理 解本发明所必需的部件。示例性双馈感应发电机系统包括具有转子11和定子12的双馈感 应发电机10。在该示例中，DFIG 10为Ξ相DFIG。DFIG 10的转子11可W机械地连接至满 轮机20,例如风力满轮机，W用于驱动发电机10。DFIG 10的定子12可W电连接至Ξ相交 流（AC)网络70, W用于向AC网络70提供DFIG中生成的电力。DFIG 10的转子11可W电 连接至逆变器30, W利用逆变器30控制DFIG。逆变器又可W连接至直流值C)源，例如由 整流器40供电的DC中间电路60。整流器可W连接至AC网络70,如示例所示。逆变器30 和整流器40可W是例如分离的单元或者与DC中间电路60 -起形成变频器。图1还W控 制单元50的形式示出了控制设备，控制单元50可W用于控制逆变器30和整流器40。应该 指出，可W存在用于逆变器30和整流器40的分离的控制单元并且运样的一个或更多个控 制单元50可W是例如逆变器30和/或整流器40的一部分。控制单元50或者相应的控制 设备可W从变流器30、40和/或通过使用分离的测量设备来接收本文的各种实施方式中所 需的量的测量值。例如，控制单元50可W从变流器30、40接收DFIG 10的定子电压（其可 W基本等于AC网络70的电压）的测量值、DFIG 10的转子电压的测量值和DFIG 10的转 子电流的测量值，并且从合适的测量设备（未示出）接收DFIG 10的定子电流的值。 阳01引图2示出异步电机的T型等效电路。在将该电机用作DFIG时，转子电压可W被控 制并且定子电压基本上是连接至DFIG的定子的AC网络的电压。在图2中，使用W下的量：
[0016] Us= DFIG的定子电压
[0017] Is=DFIG的定子电流 阳〇1引 Rs=DFIG的定子电阻
[0019] Lk= DFIG的定子漏电感
[0020] Lm=DFIG的磁化电感 阳OW Uxm =磁化电感Lm两端的电压 阳0巧 Ur' = DFIG的W定子为参照的转子电压
[0023] 。= DFIG的W定子为参照的转子电流
[0024] Rf' = DFIG的W定子为参照的转子电阻 [00巧]Lir' = DFIG的W定子为参照的转子漏电感
[0026] 其中，DFIG的W定子为参照的转子量等于如下的实际转子侧的量：
[0027] Ur' =化ff Ur (其中，Ur是实际转子电压）
[00測 。=1/Neff U其中，If是实际转子电流）
[0029] Rr'=化ff2 Rr (其中，Rr是实际转子电阻）
[0030] Lir' =化ff2 Lir(其中，Lir是实际转子电感） 阳03U 其中， 阳0巧 Neff= DFIG的有效应数比。
[0033] 换言之，W定子侧为参照的量仅代表所讨论的量的另一表示方式，然而易于指示 实际的量。W类似的方式，定子侧的量可转子侧为参照。在实践中，W定子侧为参照的 转子侧量通常容易得到并且用于实际应用中。
[0034] 基于图2的等效电路并且假定定子电流为零，由此，磁化电感两端的电压技^等 于定子电压,可W获得下面的等式：
[0035]
(1)
[0036] 因此，在给定频率f处，可W基于DFIG的定子电压、DFIG的转子电压、DFIG的转子 电流和DFIG的转子电阻来计算DFIG的转子漏电感。
[0037] 而且，考虑到转子电阻与漏电感相比可W忽略或者转子电阻的值可能未知，所W 可W假定项庆为零，由此，等式（1)可W简化为：
[0038]
(1 窗)
[0039] 因此，在给定频率f处，可W基于至少定子电压、转子电压和转子电流来计算DFIG 的转子漏电感。 W40] W类似的方式，基于图2的等效电路并且假定转子电流为零，由此，磁化电感两端 的电压等于转子电压可W获得下面的等式：
稱 阳0创因此，在给定频率f处