一种双馈风力发电机组的参数检测方法
【专利摘要】本发明提供了一种双馈风力发电机组的参数检测方法，包括步骤1：将试验双馈风电机组接入电网发电；通过录波设备采集双馈风力发电机组的电压信号和电流信号；步骤2：通过风电机组的主控制器采集风向、风速、桨距角、发电机转速、发电机转矩和主控低压穿越信号；通过变流器控制器采集变流器低压穿越信号、变流器Chopper动作信号和变流器Crowbar动作信号；步骤3：依据电流信号和电压信号获取双馈风力发电机的等效参数和低电压穿越响应延时时间。与现有技术相比，本发明提供的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，避免了由部分器件组成的实验平台带来的误差，能够反映双馈风力发电机组与电网的交互影响，检测方法操作性强、简单易行。
【专利说明】-种双馈风力发电机组的参数检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发电机的参数检测方法，具体涉及一种双馈风力发电机组的参数 检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着风力发电在电网中渗透率的不断增加，其对电网的影响也越来越大。所以风 电机组不仅需要关注自身的性能，而且需要提高涉网的电气性能，以维持电网的安全稳定 运行。围绕双馈风电机组涉网电气性能，需要针对其关键参数进行测量和辨识，为相关的研 究和评估工作提供实测数据输入和实验支撑。
[0003] 现有技术中通常采用基于部分风电机组器件组成的实验平台对风电机组的参数 进行检测，该方法能够简化实验条件，适合有针对性的部件级研究。但是对双馈风电机组整 机的涉网电气性能而言，首先需要完整的风电机组作为实验对象；由于双馈风电机组电气 性能会受到风速、桨距角和发电机转矩等机械参数的影响，所以面向风电机组整机的实验 能够更全面和准确的反映出风电机组各个部件的特征，避免了由部分器件组成的实验平台 所带来的误差。同时实验时风电机组应当并网发电以反映其与电网的交互影响，因为电网 的强弱和电能质量的优良直接决定了风电机组的电气特性表现。
[0004] 双馈电机等效参数的检测方法主要包括在线检测和离线检测。在线检测指双馈 电机投入运行后，通过实时的电压和电流测量值以及相关算法来测得双馈电机参数。离线 检测指在双馈电机投入运行前，向双馈电机施加不同形式的电压和电流信号，检测电机的 电压和电流，通过方程计算或者采用拟合算法得带双馈电机参数。离线检测只能获得静态 参数，而在实际运行中由于根据环境和运行工况的双馈电机的参数也会发生变化，因此离 线检测的结果相较于实际参数有一定的误差。在线检测方法一般将双馈电机作为非线性系 统，不仅解算复杂、求解速度慢而且难以保证工程应用中解算的稳定性。
[0005] 因此，为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种通过建立双馈电机的线性化 模型对离线辨识结果进行在线校正的参数检测方法，从而保证了双馈风电机组的参数检测 准确性。
【发明内容】
[0006] 为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种双馈风力发电机组的参数检测方 法，包括：
[0007] 步骤1 :将试验双馈风电机组接入电网发电，通过录波设备采集双馈风力发电机 组的电压信号，电流环将双馈风力发电机组的电流信号转换为电压值；
[0008] 步骤2 :通过风电机组的主控制器采集风向、风速、桨距角、发电机转速、发电机转 矩和主控低压穿越信号；通过变流器控制器采集变流器低压穿越信号、变流器Chopper动 作信号和变流器Crowbar动作信号；以及
[0009] 步骤3 :依据所述电流信号和所述电压信号获取双馈风力发电机的等效参数和低 电压穿越响应延时时间。
[0010] 优选的，所述步骤3中获取所述等效参数包括：
[0011] 步骤3-1 :构建双馈风力发电机的等效电路模型；
[0012] 步骤3-2 :依据双馈风力发电机的等效参数的铭牌值计算所述等效参数的初始 值，包括定子电阻初始值Rs〇、转子电阻初始值R rt、定子漏感初始值Ls〇、转子漏感初始值 和定转子互感初始值Lm(l ;
[0013] 步骤3-3 :基于所述等效电路模型和等效参数的初始值，采用迭代最小二乘法获 取所述等效参数的值；
[0014] 优选的，所述等效电路模型包括依次连接于定子电压源正端与转子电压源正端之 间的定子电阻R s、定子漏感Ls、转子漏感L和转子电阻& ;定转子互感Lm的一端连接于定 子漏感Ls与转子漏感L的连接点，另一端分别与定子电压源负端和转子电压源负端相连；
[0015] 优选的，依据所述等效电路模型获取双馈风力发电机的迭代最小二乘法参数方程 为：Υ(Ν) = Φ (Ν) θ (N)，所述N时刻等效参数的值为使得所述Y(N)趋于零的值；
[0016]
【权利要求】
1. 一种双馈风力发电机组的参数检测方法，其特征在于，所述方法包括： 步骤1 :将试验双馈风电机组接入电网发电，通过录波设备采集双馈风力发电机组的 电压信号，电流环将双馈风力发电机组的电流信号转换为电压值； 步骤2 :通过风电机组的主控制器采集风向、风速、桨距角、发电机转速、发电机转矩和 主控低压穿越信号；通过变流器控制器采集变流器低压穿越信号、变流器Chopper动作信 号和变流器Crowbar动作信号；以及 步骤3 :依据所述电流信号和所述电压信号获取双馈风力发电机的等效参数和低电压 穿越响应延时时间。
2. 如权利要求1所述的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，其特征在于，所述步 骤3中获取所述等效参数包括： 步骤3-1 :构建双馈风力发电机的等效电路模型； 步骤3-2:依据双馈风力发电机的等效参数的铭牌值计算所述等效参数的初始值，包 括定子电阻初始值Rs〇、转子电阻初始值Rrt、定子漏感初始值Ls〇、转子漏感初始值和定转 子互感初始值L m(l ; 步骤3-3 :基于所述等效电路模型和等效参数的初始值，采用迭代最小二乘法获取所 述等效参数的值。
3. 如权利要求2所述的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，其特征在于，所述等 效电路模型包括依次连接于定子电压源正端与转子电压源正端之间的定子电阻&、定子漏 感L s、转子漏感k和转子电阻& ;定转子互感Lm的一端连接于定子漏感Ls与转子漏感k的 连接点，另一端分别与定子电压源负端和转子电压源负端相连。
4. 如权利要求3所述的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，其特征在于，依据所 述等效电路模型获取双馈风力发电机的迭代最小二乘法参数方程为：Υ(Ν) = Φ (Ν) θ (N)， 所述N时刻等效参数的值为使得所述Y(N)趋于零的值； 其中，. θ τ (N) = [ 1 Us (N) Ur (N) Is (N) Ir (N) ]，Us (N)为 N 时刻的定 /.d) 子电压，UJN)为N时刻的转子电压，IS(N)为N时刻的定子电流，UN)为N时刻的转子电 流； 〇 1 -- -(#(^) + ./?￡(Λ〇) + j6) I χ^))\ #(Α)二 s s 5 · 卜 E (N)为 N 时 ￡UV) 0 0 -jioLiN) -.細 /. (.V) I _ s at s m _j 刻的定转子互感的磁动势。
5. 如权利要求4所述的一种双馈风力发电机组的参数检测方 法，其特征在于，通过数据矫正法获得Y(N)在不同时刻的最小值： min{Y(N)} = (Φ(Ν)_ε(Ν))θ(Ν);其中，ε(Ν)为 Φ(Ν)的矫正函数； - 1 Ρ (Μ) ~ ,,,χ 〇 1---- j(〇 L {Ν) -^--l· jω L (N) 痛）= s …1 s ，Rsd(N)、Lsd(N)、 E{N) 0 0 ^jmsLjM)画 Rri(N)、I^d(N)和Lmd(N)为等效参数的当前矫正值； N+1 时刻的矫正函数 Φν+1(Ν+1) = ΦΝ(Ν+1)_εΝ(Ν+1)。
6. 如权利要求1所述的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，其特征在于，所述低 电压穿越响应延时时间包括变流器故障判断延时T F、变流器与主控制器的通信延时Τ_、变 桨系统动作延时Tpit、Crowbar投入的判断延时T ra。、无功功率低穿控制延时TQ和有功功率 低穿控制延时TP。
7. 如权利要求6所述的一种双馈风力发电机组的参数检测方法，其特征在于，所述变 流器故障判断延时TF为自电网故障发生时刻t F至变流器向主控制器发出低穿信号SOTT_ 时刻的时间差值；其中，tF为发电机定子电压方均根值小于额定值90%时的时间值， ^LVETcon SLVRTc〇n 信号的上升沿的时间值； 所述变流器与主控制器的通信延时T。》为traT_时刻至主控制器发出低穿信号SWKT时 亥|J tOTT的时间差值；其中，traT为SOTT信号的上升沿的时间值； 所述变桨系统动作延时Tpit为tOTT时刻至变桨控制系统动作时刻tpit的时间差值；其 中，tpit为桨距角的角度变化的时间值； 所述Crowbar投入的判断延时Tra。为1^νκτ_时刻至Crowbar动作时刻t ra。的时间差值； 其中，tra。为Crowbar动作信号的上升沿的时间值； 所述无功功率低穿控制延TQ为tOTT_时刻至风电机组发出低穿额定无功功率时刻tQ 的时间差值；其中，％为低穿过程中无功功率值进入并维持在无功功率平均值的±10%区 间内的时间值； 所述有功功率低穿控制延时TP为tOTT_时刻至风电机组发出低穿额定有功功率时刻 tP的时间差值；其中，tP为低穿过程中有功功率值进入并维持在有功功率平均值的±10% 区间内的时间值。
【文档编号】G01R31/34GK104297685SQ201410584929
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】陈子瑜, 李庆, 陈晨, 秦世耀, 赵宏博, 朱琼锋, 贺敬, 王莹莹, 张梅, 张元栋, 张利, 唐建芳 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 中电普瑞张北风电研究检测有限公司