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雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法
【專(zhuān)利摘要】雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，屬于電氣控制領(lǐng)域。它是為了解決雙饋風(fēng)電系統(tǒng)的定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障后影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性的問(wèn)題。本發(fā)明所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，在雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓和磁鏈方程的基礎(chǔ)上推導(dǎo)電流狀態(tài)方程，根據(jù)模型參考自適應(yīng)理論建立了定轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)器；通過(guò)分析觀測(cè)器狀態(tài)變量輸出誤差，然后比較電流各相觀測(cè)值和實(shí)際值找出傳感器故障具體來(lái)源。本發(fā)明基于模型參考自適應(yīng)理論，電流觀測(cè)值不依賴于相應(yīng)的傳感器采樣值，提高了故障判斷的快速性和準(zhǔn)確性。本發(fā)明適用于為雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行故障判斷。
【專(zhuān)利說(shuō)明】雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電氣控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]雙饋電機(jī)的定轉(zhuǎn)子均和電網(wǎng)相連接，既可作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用時(shí)，雙饋電機(jī)定子繞組通常與電網(wǎng)直接相連，轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)變流器與電網(wǎng)相連，變流器為轉(zhuǎn)子提供幅值、頻率、相位可調(diào)的交流電源，如圖1所示。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組屬于變速恒頻發(fā)電機(jī)組，具有運(yùn)行范圍寬、風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率高、輸出功率平穩(wěn)和機(jī)械應(yīng)力低等優(yōu)點(diǎn)，而且通過(guò)矢量變換和矢量定向控制技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)定子輸出有功功率和無(wú)功功率的獨(dú)立解耦控制，提高了電力系統(tǒng)的靈活性和動(dòng)、靜態(tài)穩(wěn)定性，是目前應(yīng)用最為廣泛的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組類(lèi)型。
[0003]隨著風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電容量增大以及海上風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大,對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性有了更高的要求。雙饋風(fēng)電系統(tǒng)的可靠性取決于信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等的穩(wěn)定運(yùn)行。但是由于風(fēng)電系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)包括傳感器采樣，信號(hào)調(diào)理以及AD采樣及相關(guān)信號(hào)傳輸?shù)戎虚g環(huán)節(jié)，這就造成雙饋風(fēng)電系統(tǒng)長(zhǎng)期工作過(guò)程中，不可避免的會(huì)發(fā)生電流、電壓等信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障問(wèn)題。因此判斷故障的有無(wú)和位置極其重要，而且只有快速確定故障是否發(fā)生、故障的確切位置并且及時(shí)替換故障信號(hào)才能增強(qiáng)風(fēng)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決雙饋風(fēng)電系統(tǒng)的定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障后影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性的問(wèn)題，現(xiàn)提供雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法。
[0005]雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，該方法包括:
[0006]步驟一:分別采集雙饋發(fā)電機(jī)的定子電壓信號(hào)Us ab。、定子電流信號(hào)is ab。、轉(zhuǎn)子電流信號(hào)ab。和轉(zhuǎn)子電壓控制信號(hào)Uyq ；
[0007]步驟二:對(duì)定子電壓信號(hào)Us ab。進(jìn)行Clark變換，獲得靜止兩相坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)Us a β，對(duì)該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)Us α 0進(jìn)行Park變換，獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)us—dq ；
[0008]對(duì)定子電流信號(hào)is ab。進(jìn)行Clark變換，獲得靜止兩相坐標(biāo)系下的定子電流信號(hào)is ，對(duì)該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電流信號(hào)is—ae進(jìn)行Park變換，獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定
子電流信號(hào)is d(1;
[0009]對(duì)轉(zhuǎn)子電流信號(hào)L abe進(jìn)行Clark變換，獲得靜止兩相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)L ，對(duì)該靜止兩相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)進(jìn)行Park變換，獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)
子電流信號(hào)dq ;
[0010]步驟三:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號(hào)is dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)i⑶作為狀態(tài)變量，將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)Us dq和轉(zhuǎn)子電壓控制信號(hào)IVdq作為定轉(zhuǎn)子輸入變量，根據(jù)雙饋電機(jī)電壓方程和磁鏈方程，建立定轉(zhuǎn)子電流離散狀態(tài)方程；
[0011]步驟四:利用定轉(zhuǎn)子離散時(shí)間狀態(tài)方程并結(jié)合降階觀測(cè)器設(shè)計(jì)理論，分別建立定子電流觀測(cè)器和轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)器，
[0012] 利用定子電流觀測(cè)器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流觀測(cè)值ξ^ ,
[0013]利用轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)值?
[0014]步驟五:根據(jù)定子電流預(yù)測(cè)方程獲得定子電流預(yù)測(cè)值i' s dq，根據(jù)轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)方程獲得轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)值i, r_dq,根據(jù)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號(hào)is—dq、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)iy,、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流預(yù)測(cè)值i, s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)值i' r_dq,獲得定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Res和轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Rot ；
[0015]步驟六:將定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Res與轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Rct作差，獲得差值信息R。，根據(jù)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的定子電流預(yù)測(cè)值i, s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)值i, r_dq與相應(yīng)的實(shí)際值的穩(wěn)態(tài)誤差確定差值信息R。的判斷閾值+ δ和-η，并將差值信息R。分別與判斷閾值+ δ和-η進(jìn)行比較，
[0016]當(dāng)R。> + δ時(shí)，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障，然后執(zhí)行步驟七；
[0017]當(dāng)R。< _r時(shí)，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障，然后執(zhí)行步驟八；
[0018]步驟七:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流觀測(cè)值進(jìn)行反坐標(biāo)變換，獲得靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流觀測(cè)值i和定子B相電流觀測(cè)值& ;同時(shí)采集靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流實(shí)際值isa和定子B相電流實(shí)際值isb ；
[0019]將|? -Li與定子A相電流閾值δ Sa進(jìn)行比較，當(dāng)|? -L|大于定子A相電流閾值時(shí)，則定子A相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，定子A相電流閾值Ssa為靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流觀測(cè)值L與靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流實(shí)際值isa穩(wěn)態(tài)誤差的最大值；
[0020]將|?Λ -4>|與定子B相電流閾值δ sb進(jìn)行比較，當(dāng)Iil4 -?Λ|大于定子B相電流閾值時(shí)，則定子B相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，定子B相電流閾值Ssb為靜止三相坐標(biāo)系下定子B相電流觀測(cè)值^與靜止三相坐標(biāo)系下定子B相電流實(shí)際值isb穩(wěn)態(tài)誤差的最大值；
[0021]步驟八:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)值t 進(jìn)行反坐標(biāo)變換，獲得靜止三相坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子A相電流觀測(cè)值和轉(zhuǎn)子B相電流觀測(cè)值L ’同時(shí)采集靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子A相電流實(shí)際值iM和轉(zhuǎn)子B相電流實(shí)際值iA ；
[0022]將|? 與轉(zhuǎn)子A相電流閾值δ ra進(jìn)行比較，當(dāng)|4 -乙|大于轉(zhuǎn)子A相電流閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)子A相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，轉(zhuǎn)子A相電流閾值δΜ為靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子A相電流觀測(cè)值與靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子A相電流實(shí)際值ira穩(wěn)態(tài)誤差的最大值；
[0023]將乙j與轉(zhuǎn)子B相電流閾值δ rb進(jìn)行比較，當(dāng)丨‘ 大于轉(zhuǎn)子B相電流閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)子B相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，轉(zhuǎn)子B相電流閾值Srt為靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子B相電流觀測(cè)值^與靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子B相電流實(shí)際值ira穩(wěn)態(tài)誤差的最大值。
[0024]本發(fā)明所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，故障判斷信號(hào)來(lái)自于觀測(cè)器模型和實(shí)測(cè)的狀態(tài)變量偏差的模，信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障時(shí)能夠快速得到故障判斷信號(hào)；定、轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)值能夠作為電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障時(shí)的冗余信號(hào)用于控制系統(tǒng)，為信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障時(shí)的容錯(cuò)控制提供基礎(chǔ)，能夠?qū)崟r(shí)觀測(cè)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流實(shí)際值，增加雙饋風(fēng)電系統(tǒng)的可靠性；且定、轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)值分別和定、轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)獲得的測(cè)量值之間相互獨(dú)立，提高了電流觀測(cè)器的準(zhǔn)確性。本發(fā)明適用于為雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行故障判斷。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中的控制系統(tǒng)框圖；
[0026]圖2為【具體實(shí)施方式】四所述的建立定子電流觀測(cè)器的原理示意圖；
[0027]圖3為【具體實(shí)施方式】五所述的建立轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)器的原理示意圖； [0028]圖4為步驟六中對(duì)電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障進(jìn)行判斷的原理示意圖；
[0029]圖5為步驟七中對(duì)定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障進(jìn)行判斷的原理示意圖；
[0030]圖6為步驟八中對(duì)轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障進(jìn)行判斷的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]【具體實(shí)施方式】一:參照?qǐng)D4、5和6具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，該方法包括:
[0032]步驟一:分別采集雙饋發(fā)電機(jī)的定子電壓信號(hào)Us ab。、定子電流信號(hào)is ab。、轉(zhuǎn)子電流信號(hào)ab。和轉(zhuǎn)子電壓控制信號(hào)Uyq ；
[0033]步驟二:對(duì)定子電壓信號(hào)Us ab。進(jìn)行Clark變換，獲得靜止兩相坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)Us a β，對(duì)該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)Us α 0進(jìn)行Park變換，獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)us—dq ；
[0034]對(duì)定子電流信號(hào)is ab。進(jìn)行Clark變換，獲得靜止兩相坐標(biāo)系下的定子電流信號(hào)is ，對(duì)該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電流信號(hào)is—ae進(jìn)行Park變換，獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定
子電流信號(hào)is—dq ;
[0035]對(duì)轉(zhuǎn)子電流信號(hào)L ab。進(jìn)行Clark變換，獲得靜止兩相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)L ，對(duì)該靜止兩相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)進(jìn)行Park變換，獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)
子電流信號(hào)dq ;
[0036]步驟三:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號(hào)is dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)i⑶作為狀態(tài)變量，將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)us dq和轉(zhuǎn)子電壓控制信號(hào)U1^1作為定轉(zhuǎn)子輸入變量，根據(jù)雙饋電機(jī)電壓方程和磁鏈方程，建立定轉(zhuǎn)子電流離散狀態(tài)方程；
[0037]步驟四:利用定轉(zhuǎn)子離散時(shí)間狀態(tài)方程并結(jié)合降階觀測(cè)器設(shè)計(jì)理論，分別建立定子電流觀測(cè)器和轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)器，
[0038]利用定子電流觀測(cè)器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流觀測(cè)值
[0039]利用轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)值?[0040]步驟五:根據(jù)定子電流預(yù)測(cè)方程獲得定子電流預(yù)測(cè)值i' s dq，根據(jù)轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)方程獲得轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)值i, r_dq,根據(jù)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號(hào)is—dq、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)iy,、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流預(yù)測(cè)值i, s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)值i' r_dq,獲得定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Res和轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Rot ；
[0041]步驟六:將定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Res與轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Rct作差，獲得差值信息R。，根據(jù)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的定子電流預(yù)測(cè)值i, s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)值i, r_dq與相應(yīng)的實(shí)際值的穩(wěn)態(tài)誤差確定差值信息R。的判斷閾值+ δ和-η，并將差值信息R。分別與判斷閾值+ δ和-η進(jìn)行比較，
[0042]當(dāng)R。> + δ時(shí)，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障，然后執(zhí)行步驟七；
[0043]當(dāng)R。< - η時(shí)，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障，然后執(zhí)行步驟八；
[0044]步驟七:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流觀測(cè)值(>進(jìn)行反坐標(biāo)變換，獲得靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流觀測(cè)值L和定子B相電流觀測(cè)值L ;同時(shí)采集靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流實(shí)際值isa和定子B相電流實(shí)際值isb ；
[0045]將卜-乙j與定子A相電流閾值δ sa進(jìn)行比較，當(dāng)‘-乙丨大于定子A相電流閾值時(shí)，則定子A相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，定子A相電流閾值Ssa為靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流觀測(cè)值^與靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流實(shí)際值isa穩(wěn)態(tài)誤差的最大值；
[0046]將Iif1-ξ6|與定子B相電流閾值δ sb進(jìn)行比較，當(dāng)Iflll 大于定子B相電流閾值時(shí)，則定子B相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，定子B相電流閾值Ssb為靜止三相坐標(biāo)系下定子B相電流觀測(cè)值L與靜止三相坐標(biāo)系下定子B相電流實(shí)際值isb穩(wěn)態(tài)誤差的最大值；
[0047]步驟八:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)值I *進(jìn)行反坐標(biāo)變換，獲得靜止三相坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子A相電流觀測(cè)值i和轉(zhuǎn)子B相電流觀測(cè)值，同時(shí)采集靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子A相電流實(shí)際值iM和轉(zhuǎn)子B相電流實(shí)際值iA ；
[0048]將|/ra -乙j與轉(zhuǎn)子A相電流閾值δ 進(jìn)行比較，當(dāng)|im -/L|大于轉(zhuǎn)子A相電流閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)子A相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，轉(zhuǎn)子A相電流閾值δΜ為靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子A相電流觀測(cè)值i與靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子A相電流實(shí)際值ira穩(wěn)態(tài)誤差的最大值；
[0049]將|/Λ% -L|與轉(zhuǎn)子B相電流閾值δ rb進(jìn)行比較，當(dāng)|irf, -大于轉(zhuǎn)子B相電流閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)子B相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，轉(zhuǎn)子B相電流閾值Srt為靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子B相電流觀測(cè)值與靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子B相電流實(shí)際值ira穩(wěn)態(tài)誤差的最大值。
[0050]本實(shí)施方式步驟一中，所述定子電壓信號(hào)Us ab。通過(guò)雙饋發(fā)電機(jī)定子繞組的定子電壓信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)獲得；所述定子電流信號(hào)is abc通過(guò)定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)獲得；所述轉(zhuǎn)子電流信號(hào)h—ab。通過(guò)轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)獲得；所述轉(zhuǎn)子電壓控制信號(hào)Uyq通過(guò)轉(zhuǎn)子變流器PWM控制模塊獲得。
[0051] 步驟六中,R。是一個(gè)正負(fù)波動(dòng)量,取其穩(wěn)態(tài)最大為+ δ，最小為- η作為閾值,在故障條件下得到的R。不在這一范圍內(nèi)，所以可以判斷定子故障還是轉(zhuǎn)子故障。
[0052]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，步驟三中所述雙饋電機(jī)電壓方程為:
【權(quán)利要求】
1.雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，其特征在于，該方法包括: 步驟一:分別采集雙饋發(fā)電機(jī)的定子電壓信號(hào)Us ab。、定子電流信號(hào)is ab。、轉(zhuǎn)子電流信號(hào)Λ。和轉(zhuǎn)子電壓控制信號(hào)Uj.—dq ; 步驟二:對(duì)定子電壓信號(hào)Us ab。進(jìn)行Clark變換，獲得靜止兩相坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)Us ae,對(duì)該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)Us α 0進(jìn)行Park變換，獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)Us dq; 對(duì)定子電流信號(hào)is—ab。進(jìn)行Clark變換，獲得靜止兩相坐標(biāo)系下的定子電流信號(hào)is—α0，對(duì)該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電流信號(hào)is—ae進(jìn)行Park變換，獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號(hào)is—# ; 對(duì)轉(zhuǎn)子電流信號(hào)h—ab。進(jìn)行Clark變換，獲得靜止兩相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)α0，對(duì)該靜止兩相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)h—ae進(jìn)行Park變換，獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)ir dq ； 步驟三:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號(hào)is—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)ir_dq作為狀態(tài)變量，將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電壓信號(hào)Us dq和轉(zhuǎn)子電壓控制信號(hào)U1^1作為定轉(zhuǎn)子輸入變量，根據(jù)雙饋電機(jī)電壓方程和磁鏈方程，建立定轉(zhuǎn)子電流離散狀態(tài)方程；步驟四:利用定轉(zhuǎn)子離散時(shí)間狀態(tài)方程并結(jié)合降階觀測(cè)器設(shè)計(jì)理論，分別建立定子電流觀測(cè)器和轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)器， 利用定子電流觀測(cè)器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流觀測(cè)值 利用轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)值 步驟五:根據(jù)定子電流預(yù)測(cè)方程獲得定子電流預(yù)測(cè)值P s—dq，根據(jù)轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)方程獲得轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)值i , r_dq,根據(jù)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號(hào)is—dq、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號(hào)iy,、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流預(yù)測(cè)值P s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)值i ' r_dq,獲得定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Res和轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Rot ; 步驟六:將定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Res與轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Rot作差，獲得差值信息R。，根據(jù)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的定子電流預(yù)測(cè)值P s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)值P 與相應(yīng)的實(shí)際值的穩(wěn)態(tài)誤差確定差值信息R。的判斷閾值+ δ和-η，并將差值信息R。分別與判斷閾值+ δ和-η進(jìn)行比較， 當(dāng)R。> + δ時(shí)，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障，然后執(zhí)行步驟七； 當(dāng)R。< - η時(shí)，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障，然后執(zhí)行步驟八； 步驟七:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流觀測(cè)值1#進(jìn)行反坐標(biāo)變換，獲得靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流觀測(cè)值ζβ和定子B相電流觀測(cè)值4 f同時(shí)采集靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流實(shí)際值isa和定子B相電流實(shí)際值isb ； 將|? 與定子A相電流閾值δ sa進(jìn)行比較，當(dāng)-大于定子A相電流閾值時(shí)，則定子A相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，定子A相電流閾值Ssa為靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流觀測(cè)值與靜止三相坐標(biāo)系下定子A相電流實(shí)際值isa穩(wěn)態(tài)誤差的最大值； 將I‘ _乙|與定子B相電流閾值δ sb進(jìn)行比較，當(dāng)大于定子B相電流閾值時(shí)，則定子B相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，定子B相電流閾值Ssb為靜止三相坐標(biāo)系下定子B相電流觀測(cè)值與靜止三相坐標(biāo)系下定子B相電流實(shí)際值isb穩(wěn)態(tài)誤差的最大值； 步驟八:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)值1#進(jìn)行反坐標(biāo)變換，獲得靜止三相坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子A相電流觀測(cè)值和轉(zhuǎn)子B相電流觀測(cè)值& ,同時(shí)采集靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子A相電流實(shí)際值iM和轉(zhuǎn)子B相電流實(shí)際值iA ； 將與轉(zhuǎn)子A相電流閾值δ ra進(jìn)行比較，當(dāng)|‘ -fra|大于轉(zhuǎn)子A相電流閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)子A相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，轉(zhuǎn)子A相電流閾值3?為靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子A相電流觀測(cè)值I與靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子A相電流實(shí)際值ira穩(wěn)態(tài)誤差的最大值； 將-LI與轉(zhuǎn)子B相電流閾值δ rb進(jìn)行比較，當(dāng)大于轉(zhuǎn)子B相電流閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)子B相電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障；其中，轉(zhuǎn)子B相電流閾值3^為靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子B相電流觀測(cè)值Iril與靜止三相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子B相電流實(shí)際值ira穩(wěn)態(tài)誤差的最大值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，其特征在于，步驟三中所述雙饋電機(jī)電壓方程為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，其特征在于，步驟三中所述定轉(zhuǎn)子電流離散狀態(tài)方程為:
i(k+l) = Adi (k) +Bdu (k)
式中，i(k) = [isd iS(1 ird ir(1]T 為狀態(tài)變量，u(k) = [usd uS(1 urd U1Jt 為輸入變量；k 為正整數(shù);Ad為狀態(tài)方程狀態(tài)變量系數(shù)矩陣，Bd為狀態(tài)方程輸入變量系數(shù)矩陣，且有:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，其特征在于，步驟四所述建立定子電流觀測(cè)器的方法為: 將定轉(zhuǎn)子電流離散狀態(tài)方程的狀態(tài)變量i(k)分為不可直接測(cè)量的部分is(k)和可直接測(cè)量的部分i Jk)，并將定轉(zhuǎn)子電流離散狀態(tài)方程改寫(xiě)為分塊形式:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，其特征在于，步驟四所述建立轉(zhuǎn)子電流觀測(cè)器的方法為: 將定轉(zhuǎn)子電流離散狀態(tài)方程的狀態(tài)變量i(k)分為不可直接測(cè)量的部分ijk)和可直接測(cè)量的部分為is(k)，并將定轉(zhuǎn)子電流離散狀態(tài)方程改寫(xiě)為:

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，其特征在于，步驟五中所述根據(jù)定子電流預(yù)測(cè)方程獲得定子電流預(yù)測(cè)值i, s—dq，根據(jù)轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)方程獲得轉(zhuǎn)子電流預(yù)測(cè)值i' r_dq的方法為: 根據(jù)kT時(shí)刻的定、轉(zhuǎn)子電壓和電流對(duì)(k+l)T時(shí)刻的定、轉(zhuǎn)子電流進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)方程為:
i,[ (k+1) T] =Adi(kT)+Bdu (kT) 其中，i' = [i'sdi'sqi'rdi'rq]τ為定、轉(zhuǎn)子電流的預(yù)測(cè)值；T為系統(tǒng)采樣周期。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，其特征在于，步驟五所述定子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Res和轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)故障差值Rot分別為:
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的故障判斷方法，其特征在于，所述差值信息R。為:
R。 Res Rer。
【文檔編號(hào)】G01R35/00GK103995245SQ201410255473
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】張學(xué)廣, 陳輝, 馬彥, 段大坤, 徐殿國(guó) 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)