永磁同步发电机转子位置的补偿方法及装置与流程

本发明实施例涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种永磁同步发电机转子位置的补偿方法及装置。

背景技术：

随着数控机床技术对高精度和高动态性能需求的不断提高，永磁同步发电机以其结构简单，效率高，可控性好，调速范围宽等优点，广泛应用在风力发电领域。矢量控制技术和直接转矩控制技术是永磁同步发电机控制系统常用的控制技术。矢量控制技术和直接转矩控制技术均需要获取永磁同步发电机中的磁极转子位置，该磁极转子位置用于将三相坐标系下的三相电流转换为两相旋转坐标系下的转矩电流和弱磁电流。转矩电流又称有功电流，弱磁电流又称为无功电流。通过对有功电流和无功电流进行解耦控制，实现对永磁同步发电机的控制。

现有技术中获取的磁极转子位置是通过估算的方法得到的。常用的估算方法包括：模型参考自适应方法、滑动变结构观测器的方法和反电势观测器方法。

现有的对磁极转子位置的估算方法并不能对磁极转子位置进行准确的估算，使转子位置的估算值和实际值之间存在静差，导致电流变换得到的有功电流和无功电流与实际值之间存在偏差，进而使得对有功电流和无功电流进行解耦控制过程中出现偏差，不能实现最大转矩电流比控制，最终导致永磁同步发电机的发电效率降低。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种永磁同步发电机转子位置的补偿方法及装置，解决了现有技术中的转子位置的估算方法并不能对磁极转子位置进行准确的估算，导致电流变换得到的有功电流和无功电流与实际值之间存在偏差，进而不能实现最大转矩电流比控制，最终导致永磁同步发电机的发电效率降低的技术问题。

本发明实施例提供一种永磁同步发电机转子位置的补偿方法，包括：

将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段；

对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算；

对每个所述功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个所述功率区间段的有功功率值，所述有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值；

根据每个所述功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量；

按照所述最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。

本发明实施例提供一种永磁同步发电机转子位置的补偿装置，包括：

功率区间段划分单元，用于将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段；

转子位置估算单元，用于对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算；

有功功率值获取单元，用于对每个所述功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个所述功率区间段的有功功率值，所述有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值；

最优偏置量确定单元，用于根据每个所述功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量；

转子位置补偿单元，用于按照所述最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。

本发明实施例提供一种永磁同步发电机转子位置的补偿方法及装置，通过将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段；对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算；对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值，有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值；根据每个功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量；按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。根据转子位置、发电效率与有功功率值的关系，获取每个功率区间段的最优转子位置偏置量，通过将最优转子位置偏置量施加到估算的转子位置上，能够消除每个功率区间段转子位置估算值和实际值之间的静差，进而在每个功率区间段均能够实现最大转矩电流比控制，大大提高永磁同步发电机的发电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一的流程图；

图2为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例二的流程图；

图3为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例三的流程图；

图4为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例四的流程图；

图5为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例五的流程图；

图6为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例一的结构示意图；

图7为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例二的结构示意图；

图8为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例三的结构示意图；

图9为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例四的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

图1为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一的流程图，如图1所示，则本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法的执行主体为永磁同步发电机转子位置的补偿装置，则本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法包括以下几个步骤。

步骤101，将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段。

步骤102，对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算。

本实施例中，将永磁同步发电机的额定功率划分为n个功率区间段，其中n为正整数，每个功率区间段的大小可以相等。

本实施例中，在每个功率区间段均存在发电机的有功功率设定值，该有功功率设定值为对应功率区间段的任一数值，如可以为中值，最大值，最小值等，本实施例中对此不做限定。

具体地，本实施例中，对于各设定的功率区间段，整机控制器通过转矩控制器和变桨控制器，使得发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值，发电机进入稳定状态，在稳定状态下对各功率区间段的转子位置进行估算。具体的估算方法可以为模型参考自适应方法、滑动变结构观测器的方法和反电势观测器方法等，本实施例中对此不做限定。

其中，第一预设阈值的数值大小不做限定，可通过多次试验后进行寻优确定。

步骤103，对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值。

其中，有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值。

具体地，本实施例中，对于每个功率区间段可设定施加偏置量的区间，在该区间内以等差数列的方式依次对估算的转子位置施加不同的偏置量。偏置量的区间中包括的施加的偏置量可以既包括负值也包括正值。

需要说明的是，本实施例中对每个功率区间段估算的转子位置均依次施加不同的偏置量还可以为其他方式，本实施例中对此不做限定。

本实施例中，在施加不同偏置量后，实际的转子位置为估算的转子位置加上偏置量，在该实际的转子位置下分别获取有功功率值。其中，有功功率值可以为变流器网侧端口有功功率输出值，还可以为发电机有功功率输出值，本实施例中对此不做限定。

步骤104，根据每个功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量。

具体地，本实施例中，依据能量守恒定律，在有功功率设定值为常量的情况下，若实际的转子位置能够实现最大转矩电流比控制，则必然实现最大效率控制，随之有功功率输出必然提高，所以根据每个功率区间段内的各有功功率值对转子位置的偏置量进行寻优，获得最优转子位置偏置量。

步骤105，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。

具体地，本实施例中，可将各功率区间段和对应的最优转子位置偏置量以表格的形式对应存储，当检测到发电机的有功功率设定值在某一功率区间段时，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿，即将最优转子位置偏置量施加到估算的转子位置中，使实际的转子位置能够实现最大转矩电流比控制，使发电机的发电效率大大提高。

本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法，通过将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段；对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算；对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值，有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值；根据每个功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量；按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。根据转子位置、发电效率与有功功率值的关系，获取每个功率区间段的最优转子位置偏置量，通过将最优转子位置偏置量施加到估算的转子位置上，能够消除每个功率区间段转子位置估算值和实际值之间的静差，进而在每个功率区间段均能够实现最大转矩电流比控制，大大提高永磁同步发电机的发电效率。

进一步地，本实施例中，在步骤102中，对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算时，每个功率区间段中的有功功率设定值为该功率区间段内的有功功率中间值。

本实施例中，每个功率区间段中的有功功率设定值为该功率区间段内的有功功率中间值，使对每个功率区间段的转子位置进行估算时，估算的转子位置更能表征该功率区间段的转子位置。

进一步地，本实施例中，步骤105，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿，具体包括：

对于任一功率区间段，若最优转子位置偏置量大于第二预设阈值，则采用多次分别对转子位置进行补偿，其中，每次补偿偏置量不大于第二预设阈值，多次补偿偏置量之和为最优转子位置偏置量。

其中，第二预设阈值可预先设定，具体数值可通过实际应用获得，本实施例中对此不做限定。

可选地，本实施例中，采用多次分别对转子位置进行补偿，具体包括：

在多次补偿中，时间间隔长的补偿偏置量大于时间间隔短的补偿偏置量。

或者，优选地，本实施例中，采用多次分别对转子位置进行补偿，具体包括：

多次补偿的时间间隔相等，且每次补偿偏置量相同。

具体地，本实施例中，若最优转子位置偏置量大于第二预设阈值，则采用多次分别对转子位置进行补偿，使每次补偿偏置量不大于第二预设阈值，多次补偿偏置量之和为最优转子位置偏置量。能够实现对转子位置进行补偿的平滑过渡，防止转子位置跳变引起的振动问题。可采用两种方式实现多次分别对转子位置进行补偿。在第一种方式中，每次进行补偿的时间间隔不同，时间间隔长的补偿偏置量大于时间间隔短的补偿偏置量。在第二种方式中，多次补偿的时间间隔相等，且每次补偿偏置量相同。为了更方便对转子位置补偿的控制，第二种方式为更为优选地方式，即在每个控制周期补偿的偏置量相同。

进一步地，本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿，具体为：对于任一功率区间段，若最优转子位置偏置量大于第二预设阈值，则采用多次分别对转子位置进行补偿，其中，每次补偿偏置量不大于第二预设阈值，多次补偿偏置量之和为最优转子位置偏置量，能够实现对转子位置进行补偿的平滑过渡，防止转子位置跳变引起的振动问题。

图2为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例二的流程图，如图2所示，本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法，是在本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一的基础上，对步骤103-步骤104的进一步细化，则本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法包括以下步骤。

步骤201，将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段。

步骤202，对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算。

本实施例中，步骤201-步骤202的实现方式与本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一中的步骤101-步骤102的实现方式相同，在此不再一一赘述。

步骤203，对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值。

进一步地，本实施例中，有功功率值包括发电机有功功率输出值。

具体地，本实施例中，通过在发电机输出端口加入有功功率测量设备测量发电机有功功率输出值，该有功功率测量设备包括：电压传感器、电流传感器及功率测量模块。使用电压传感器、电流传感器对发电机输出端口的电压、电流进行采集，并将采集的电压、电流发送给功率测量模块，功率测量模块根据接收到的电压、电流计算发电机有功功率输出值。

步骤204，对发电机有功功率输出值进行滤波处理。

进一步地，本实施例中，由于闭环系统存在静差，使施加不同偏置量后分别获取的发电机有功功率输出值存在波动，具体的波动范围与控制系统的性能有关，所以对发电机有功功率输出值进行滤波处理，如可以为平均值滤波处理，可消除采用某一时刻的发电机有功功率输出值时由于概率问题导致的偏差。

步骤205，将每个功率区间段的发电机有功功率输出值的绝对值中的最大值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量。

进一步地，本实施例中，若实际的转子位置能够实现最大效率控制，则发电机实际输出的有功功率值必然最大，所以通过获取每个功率区间段的发电机有功功率输出值的绝对值中的最大值对应的转子位置偏置量，将该发电机有功功率输出值的绝对值的最大值对应的转子位置偏置量施加到对应的估算的转子位置上，能够实现发电机输出的有功功率值最大，所以将该发电机有功功率输出值的绝对值的最大值对应的转子位置偏置量确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量。

步骤206，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。

本实施例中，步骤206的实现方式与本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一中的步骤105的实现方式相同，在此不在一一赘述。

本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法，通过将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段，对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算，对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值，其中，有功功率值为发电机有功功率输出值，对发电机有功功率输出值进行滤波处理，将每个功率区间段的发电机有功功率输出值的绝对值中的最大值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。提供了第一种确定各功率区间段的最优转子位置偏置量的方法，大大提高永磁同步发电机的发电效率。

图3为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例三的流程图，如图3所示，本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法，是在本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一的基础上，对步骤103-步骤104的进一步细化，则本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法包括以下步骤。

步骤301，将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段。

步骤302，对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算。

本实施例中，步骤301-步骤302的实现方式与本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一中的步骤101-步骤102的实现方式相同，在此不再一一赘述。

步骤303，对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值。

进一步地，本实施例中，有功功率值包括发电机有功功率输出值。

步骤304，计算每个功率区间段中在施加不同偏置量后发电机有功功率输出值与对应功率区间段的发电机有功功率设定值之间差值的第一绝对值。

步骤305，对第一绝对值进行滤波处理。

步骤306，将第一绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量。

进一步地，本实施例中，计算每个功率区间段中在施加不同偏置量后发电机有功功率输出值与对应功率区间段的发电机有功功率设定值之间差值的第一绝对值，该差值的第一绝对值中的最小值说明发电机实现了最大转矩电流比控制，发电机发电效率为最优，差值的第一绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量为最优转子位置偏置量，将该最优转子位置偏置量施加到对应的转子位置上，对估算的转子位置进行补偿，可实现该功率区间段的发电机发电效率为最优。

进一步地，本实施例中，在将第一绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量之前，还包括：对第一绝对值进行滤波处理。由于闭环系统存在静差，使施加不同偏置量后分别获取的发电机有功功率输出值存在波动，具体的波动范围与控制系统的性能有关，所以在每个功率区间段中在施加不同偏置量后发电机有功功率输出值与对应功率区间段的发电机有功功率设定值之间差值的第一绝对值进行滤波处理，如可以为平均值滤波处理，可消除采用某一时刻的发电机有功功率输出值与对应功率区间段的发电机有功功率设定值的差值的第一绝对值时由于概率问题导致的偏差。

步骤307，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。

本实施例中，步骤307的实现方式与本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一中的步骤105的实现方式相同，在此不再一一赘述。

本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法，通过将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段，对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算，对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值，其中，有功功率值包括发电机有功功率输出值，计算每个功率区间段中在施加不同偏置量后发电机有功功率输出值与对应功率区间段的发电机有功功率设定值之间差值的第一绝对值，对第一绝对值进行滤波处理，将第一绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿，提供了第二种确定各功率区间段的最优转子位置偏置量的方法，大大提高永磁同步发电机的发电效率。

图4为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例四的流程图，如图4所示，本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法，是在本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一的基础上，对步骤103-步骤104的进一步细化，则本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法包括以下步骤。

步骤401，将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段。

步骤402，对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算。

本实施例中，步骤401-步骤402的实现方式与本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一中的步骤101-步骤102的实现方式相同，在此不再一一赘述。

步骤403，对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值。

进一步地，本实施例中，有功功率值包括变流器网侧端口有功功率输出值。

具体地，本实施例中，在变流器网侧输出端口加入有功功率测量设备测量变流器网侧端口的有功功率。

步骤404，计算每个功率区间段中在施加不同偏置量后变流器网侧端口有功功率输出值与对应功率区段的发电机有功功率设定值之间差值的第二绝对值。

步骤405，对第二绝对值进行滤波处理。

步骤406，将第二绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量。

进一步地，计算每个功率区间段中在施加不同偏置量后变流器网侧端口有功功率输出值与对应功率区段的发电机有功功率设定值之间差值的第二绝对值，该差值的第二绝对值中的最小值说明发电机实现了最大转矩电流比控制，发电机发电效率为最优，差值的第二绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量为最优转子位置偏置量，将该最优转子位置偏置量施加到对应的转子位置上，对估算的转子位置进行补偿，可实现该功率区间段的发电机发电效率为最优。

进一步地，本实施例中，将第二绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量之前，对第二绝对值进行滤波处理，由于闭环系统存在静差，使施加不同偏置量后分别获取的发电机有功功率输出值存在波动，进而变流器网侧端口有功功率输出值也存在波动，具体的波动范围与控制系统的性能有关，所以对每个功率区间段中在施加不同偏置量后变流器网侧端口有功功率输出值与对应功率区段的发电机有功功率设定值之间差值的第二绝对值进行滤波处理，如可以为平均值滤波处理，可消除采用某一时刻的变流器网侧端口有功功率输出值与对应功率区段的发电机有功功率设定值之间的差值的第二绝对值时由于概率问题导致的偏差。

步骤407，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。

本实施例中，步骤407的实现方式与本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一中的步骤105的实现方式相同，在此不再一一赘述。

本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法，通过将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段，对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算，对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值，其中，有功功率值包括变流器网侧端口有功功率输出值，计算每个功率区间段中在施加不同偏置量后变流器网侧端口有功功率输出值与对应功率区段的发电机有功功率设定值之间差值的第二绝对值，对第二绝对值进行滤波处理，将第二绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿，提供了第三种确定各功率区间段的最优转子位置偏置量的方法，大大提高永磁同步发电机的发电效率，而且有效降低了成本。

图5为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例五的流程图，如图5所示，本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法，是在本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例四的基础上，对步骤403的进一步细化，则本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法包括以下步骤。

步骤501，将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段。

步骤502，对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算。

本实施例中，步骤501-步骤502的实现方式与本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例一中的步骤401-步骤402的实现方式相同，在此不再一一赘述。

步骤503，对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的风力发电机组的自耗电的有功功率以及注入电网的有功功率，将每个功率区间段的风力发电机组的自耗电的有功功率与注入电网的有功功率之和作为对应转子位置偏置量的变流器网侧端口有功功率输出值。

进一步地，本实施例中，由于变流器网侧端口有功功率输出值为风力发电机组的自耗电的有功功率与注入电网的有功功率之和，所以为了不增加变流器网侧端口的有功功率测量设备仍然能够获取到每个功率区间段在施加不同偏置量后的变流器网侧端口有功功率输出值，所以计算每个功率区间段在施加不同偏置量后的风力发电机组的自耗电的有功功率，并采用现有的电网的有功功率测量设备在施加不同偏置量后分别测量注入电网的有功功率，将每个功率区间段在施加不同偏置量后的风力发电机组的自耗电的有功功率和注入电网的有功功率进行加法运算得到每个功率区间段在施加不同偏置量后变流器网侧端口输出的有功功率，能够有效减少成本。

步骤504，计算每个功率区间段中在施加不同偏置量后变流器网侧端口有功功率输出值与对应功率区段的发电机有功功率设定值之间差值的第二绝对值。

步骤505，对第二绝对值进行滤波处理。

步骤506，将第二绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量。

步骤507，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。

需要说明的是，本实施例中，步骤503是对本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例四中的步骤403的进一步细化。

本实施例中，步骤504-步骤507的实现方式与本发明永磁同步发电机转子位置的补偿方法实施例三中的步骤404-步骤407的实现方式相同，在此不再一一赘述。

本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿方法，通过将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段，对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算，对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的风力发电机组的自耗电的有功功率以及注入电网的有功功率，将每个功率区间段的风力发电机组的自耗电的有功功率与注入电网的有功功率之和作为对应转子位置偏置量的变流器网侧端口有功功率输出值，计算每个功率区间段中在施加不同偏置量后变流器网侧端口有功功率输出值与对应功率区段的发电机有功功率设定值之间差值的第二绝对值，对第二绝对值进行滤波处理，将第二绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量，按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿，提供了第四种确定各功率区间段的最优转子位置偏置量的方法，相较于直接采用变流器网侧端口加入有功功率测量设备测量变流器网侧端口有功功率输出值的方法，由于沿用现有的电网的有功功率测量设备，所以不仅大大提高永磁同步发电机的发电效率，而且有效降低了成本。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图6为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例一的结构示意图，如图6所示，本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿装置包括：功率区间段划分单元61，转子位置估算单元62，有功功率值获取单元63，最优偏置量确定单元64，转子位置补偿单元65。

其中，功率区间段划分单元61，用于将发电机的额定功率分为n段，得到n个功率区间段。转子位置估算单元62，用于对于各功率区间段，当发电机输出有功功率与对应功率区间段中的发电机有功功率设定值之间的差值小于第一预设阈值时，对该功率区间段的转子位置进行估算。有功功率值获取单元63，用于对每个功率区间段估算的转子位置施加偏置量，并分别对应获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的有功功率值，有功功率值包括：变流器网侧端口有功功率输出值或发电机有功功率输出值。最优偏置量确定单元64，用于根据每个功率区间段内的各有功功率值确定该功率区间段的最优转子位置偏置量。转子位置补偿单元65，用于按照最优转子位置偏置量对该功率区间段的估算的转子位置进行补偿。

本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿装置可以执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

进一步地，本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿装置中，每个功率区间段中的有功功率设定值为该功率区间段内的有功功率中间值。

进一步地，本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿装置中，转子位置补偿单元具体包括：多次转子位置补偿模块。

其中，多次转子位置补偿模块，用于对于任一功率区间段，若最优转子位置偏置量大于第二预设阈值，则采用多次分别对转子位置进行补偿，其中，每次补偿偏置量不大于第二预设阈值，多次补偿偏置量之和为最优转子位置偏置量。

可选地，多次补偿的时间间隔相等，且每次补偿偏置量相同。

或者，优选地，在多次补偿中，时间间隔长的补偿偏置量大于时间间隔短的补偿偏置量。

需要说明的是，多次转子位置补偿模块未在图6中进行示意，而在图7-图9中进行了示意，在图7-图9中的标号为651。

图7为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例二的结构示意图，如图7所示，本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿装置在本发明永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例一的基础上，还包括滤波处理单元71。

进一步地，最优偏置量确定单元64，具体包括：第一最优偏置量确定模块641。

其中，第一最优偏置量确定模块641，用于将每个功率区间段的发电机有功功率输出值的绝对值中的最大值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量；

进一步地，滤波处理单元71，包括：第一滤波处理模块711。

其中，第一滤波处理模块711，用于对发电机有功功率输出值进行滤波处理。

本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿装置可以执行图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图8为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例三的结构示意图，如图8所示，本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿装置在本发明永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例一的基础上，还包括滤波处理单元71。

进一步地，最优偏置量确定单元64，具体包括：第二最优偏置量确定模块642。

其中，第二最优偏置量确定模块642，用于计算每个功率区间段中在施加不同偏置量后发电机有功功率输出值与对应功率区间段的发电机有功功率设定值之间差值的第一绝对值，将第一绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量。

进一步地，滤波处理单元71包括：第二滤波处理模块712。

其中，第二滤波处理模块712，用于对第一绝对值进行滤波处理。

本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿装置可以执行图3所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图9为本发明永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例四的结构示意图，如图9所示，本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿装置在本发明永磁同步发电机转子位置的补偿装置实施例一的基础上，还包括滤波处理单元71。

进一步地，最优偏置量确定单元64，具体包括：第三最优偏置量确定模块643。

其中，第三最优偏置量确定模块643，用于计算每个功率区间段中在施加不同偏置量后变流器网侧端口有功功率输出值与对应功率区段的发电机有功功率设定值之间差值的第二绝对值，将第二绝对值中的最小值对应的转子位置偏置量，确定为该功率区间段的最优转子位置偏置量。

进一步地，滤波处理单元71，还包括：第三滤波处理模块713。

其中，第三滤波处理模块713，用于对第二绝对值进行滤波处理。

进一步地，有功功率值包括变流器网侧端口有功功率输出值时，有功功率值获取单元63，具体用于：获取施加偏置量后的转子位置后，每个功率区间段的风力发电机组的自耗电的有功功率以及注入电网的有功功率；将每个功率区间段的风力发电机组的自耗电的有功功率与注入电网的有功功率之和作为对应转子位置偏置量的变流器网侧端口有功功率输出值。

本实施例提供的永磁同步发电机转子位置的补偿装置可以执行图4和图5所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。