双SRF下双馈风力发电机转子电流正负序量的实时检测方法
专利汇可以提供双SRF下双馈风力发电机转子电流正负序量的实时检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且双SRF下双馈 风 力 发 电机 转子 电流 正负序量的实时检测方法，步骤如下：1)对当前三相转子电流 信号 的瞬时值进行连续 采样 ；2)检测采样时刻的与 电网 同步旋转的 角 度；3)检测采样时刻的转子电角度；4)将采样瞬时值由三相静止 坐标系 转换为两相静止坐标系；5)根据公式(2)计算得到转子电流正负序量在各个采样时刻的角度；6)根据公式(3)计算得到当前在两相静止坐标系下双馈 风力 发电机转子电流正负序量；7)将两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电流正负序量进行反Clark变换计算得到转子电流正负序量。本 发明 所提出检测方法， 算法 简单，无复数形式计算、无 滤波器 、无需构造 电压 电流的同步旋转向量，实时性强；算法无延时，易于工程实现。，下面是双SRF下双馈风力发电机转子电流正负序量的实时检测方法专利的具体信息内容。
1、双SRF下双馈风力发电机转子电流正负序量的实时检测方法，本方 法在由三相转子电流采样模块、与电网同步旋转的角度检测模块、转子电 角度检测模块、坐标变换模块、转子电流正负序量角度计算模块、两相静 止坐标系下双馈风力发电机转子电流正负序量计算模块、三相静止坐标系 下转子电流正负序量计算模块构成的实时检测装置中实现，具体包括如下 步骤：
(1)三相转子电流采样模块对当前三相转子电流信号的瞬时值进行连 续采样，并将采样结果保存为与时间顺序相关的序列形式Irotora(k)、 Irotorb(k)、Irotorc(k)中；
(2)与电网同步旋转的角度检测模块检测采样时刻的与电网同步旋转 的角度并将其保存为与时间顺序相关的序列形式θs(k)中；
(3)转子电角度检测模块检测采样时刻的转子电角度并将其保存为与 时间顺序相关的序列形式θr(k)中；
(4)坐标变换模块将采样瞬时值由三相静止坐标系转换为两相静止坐 标系，并将结果保存到与时间顺序相关的序列形式α(k)、β(k)中；其转换 矩阵为：
(5)转子电流正负序量角度计算模块根据电网角度检测模块的θs(k) 与转子电角度检测模块检测θr(k)计算得到转子电流正序、负序量在各个采 样时刻的角度θ+(k)、θ-(k)；其转换矩阵为：
(6)两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电流正负序量计算模块根 据α(k)、β(k)，α(k-1)、β(k-1)，θ+(k)、θ-(k)，θ+(k-1)、θ-(k-1)，计 算得到当前在两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电流正序量α+(k)、 β+(k)，负序量α-(k)、β-(k)；其转换公式为：
(7)三相静止坐标系下转子电流正负序量计算模块根据当前在两相静 止坐标系下双馈风力发电机转子电流正序量α+(k)、β+(k)，负序量α-(k)、 β-(k)计算得到转子电流正序量Irotora+(k)、Irotorb+(k)、Irotorc+(k)，负序 量Irotora-(k)、Irotorb-(k)、Irotorc-(k)；其转换公式为：
2、根据权利要求1所述的双SRF下双馈风力发电机转子电流正负序量 的实时检测方法，其特征是：检测采样时刻的与电网同步旋转的角度序列 形式θs(k)，采用锁相环方式实现。
3、根据权利要求2所述的双SRF下双馈风力发电机转子电流正负序量 的实时检测方法，其特征是：检测转子电角度序列形式θr(k)，用编码器或 者无速度传感技术方式实现。
4、根据权利要求1所述的双SRF下双馈风力发电机转子电流正负序量 的实时检测方法，其特征是所述坐标变换模块，采用Clark变换的形式， 用于将采样得到的双馈风力发电机转子电流信号的瞬时值由三相静止坐标 系转换为两相静止坐标系，输出为序列形式α(k)、β(k)；所述转子电流正 序量角度、负序量角度计算模块，用于计算当前转子电流正序量角度、负 序量角度，输出为转子电流正序、负序量在各个采样时刻的角度θ+(k)、 θ-(k)；所述两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电流正负序量计算模 块，接收坐标变换模块输出的α(k)、β(k)、α(k-1)、β(k-1)，转子电流 正序量角度、负序量角度计算模块输出的θ+(k)、θ-(k)、θ+(k-1)、θ-(k-1)， 计算得到当前在两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电流正序量α+(k)、 β+(k)，负序量α-(k)、β-(k)；所述三相静止坐标系下转子电流正负序量计 算模块接收两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电流正负序量计算模块 输出的正序量α+(k)、β+(k)，负序量α-(k)、β-(k)进行反Clark变换计算 得到转子电流正序量Irotora+(k)、Irotorb+(k)、Irotorc+(k)，负序量Irotora-(k)、 Irotorb-(k)、Irotorc-(k)。
技术领域
本发明涉及一种双SRF下双馈风力发电机转子电流正负序量的实时 检测方法，属于电气控制技术领域。
背景技术
由于双馈风力发电机转子电流的频率时刻变化，传统的瞬时对称分量 法实现对双馈风力发电机转子电流正序、负序量的实时检测难度比较大。 目前双馈风力发电机转子电流正序、负序量检测方法可分为以下几类：
(1)基于低通滤波的检测方法，该类方法的特点：①不需要以电压波形 为参考，因而能用于检测电流中的谐波分量；②过分依赖于滤波器 参数的调整，无法补偿滤波器引起的相移，易受系统频率偏移的影 响；③无法补偿由于低通滤波引起的延时；
(2)基于陷波器的检测方法，该类方法的特点：①不需要以电压波形为 参考，因而能用于检测电流中的谐波分量；②过分依赖于陷波器参 数的调整，无法补偿陷波器引起的相移，易受系统频率偏移的影响；
③无法补偿由于陷波器引起的延时。
针对上述问题，本发明提出了一种新型双SRF下双馈风力发电机转子电 流正序、负序量实时检测的方法。
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：双SRF下双馈风力发 电机转子电流正负序量的实时检测方法，本方法在由三相转子电流采样模 块、与电网同步旋转的角度检测模块、转子电角度检测模块、坐标变换模 块、转子电流正负序量角度计算模块、两相静止坐标系下双馈风力发电机 转子电流正负序量计算模块、三相静止坐标系下转子电流正负序量计算模 块构成的实时检测装置中实现，具体包括如下步骤：
(1)三相转子电流采样模块对当前三相转子电流信号的瞬时值进行连 续采样，并将采样结果保存为与时间顺序相关的序列形式Irotora(k)、 Irotorb(k)、Irotorc(k)中；
(2)与电网同步旋转的角度检测模块检测采样时刻的与电网同步旋转 的角度并将其保存为与时间顺序相关的序列形式θs(k)中；
(3)转子电角度检测模块检测采样时刻的转子电角度并将其保存为与 时间顺序相关的序列形式θr(k)中；
(4)坐标变换模块将采样瞬时值由三相静止坐标系转换为两相静止坐 标系，并将结果保存到与时间顺序相关的序列形式α(k)、β(k)中；其转换 矩阵为：
(5)转子电流正负序量角度计算模块根据电网角度检测模块的θs(k) 与转子电角度检测模块检测θr(k)计算得到转子电流正序、负序量在各个采 样时刻的角度θ+(k)、θ-(k)；其转换矩阵为：
(6)两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电流正负序量计算模块根 据α(k)、β(k)，α(k-1)、β(k-1)，θ+(k)、θ-(k)，θ+(k-1)、θ-(k-1)，计 算得到当前在两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电流正序量α+(k)、 β+(k)，负序量α-(k)、β-(k)；其转换公式为：
(7)三相静止坐标系下转子电流正负序量计算模块根据当前在两相静 止坐标系下双馈风力发电机转子电流正序量α+(k)、β+(k)，负序量α-(k)、 β-(k)计算得到转子电流正序量Irotora+(k)、Irotorb+(k)、Irotorc+(k)，负序 量Irotora-(k)、Irotorb-(k)、Irotorc-(k)；其转换公式为：
本发明方法的实时检测装置中涉及的坐标变换模块，采用Clark变换 的形式，用于将采样得到的双馈风力发电机转子电流信号的瞬时值由三相 静止坐标系转换为两相静止坐标系，输出为序列形式α(k)、β(k)；所述转 子电流正序量角度、负序量角度计算模块，用于计算当前转子电流正序量 角度、负序量角度，输出为转子电流正序、负序量在各个采样时刻的角度 θ+(k)、θ-(k)；所述两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电流正负序量 计算模块，接收坐标变换模块输出的α(k)、β(k)、α(k-1)、β(k-1)，转 子电流正序量角度、负序量角度计算模块输出的θ+(k)、θ-(k)、θ+(k-1)、 θ-(k-1)，计算得到当前在两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电流正序 量α+(k)、β+(k)，负序量α-(k)、β-(k)；所述三相静止坐标系下转子电流 正负序量计算模块接收两相静止坐标系下双馈风力发电机转子电流正负序 量计算模块输出的正序量α+(k)、β+(k)，负序量α-(k)、β-(k)进行反Clark 变换计算得到转子电流正序量Irotora+(k)、Irotorb+(k)、Irotorc+(k)，负序量 Irotora-(k)、Irotorb-(k)、Irotorc-(k)。
本发明的有益效果如下：较传统检测方法，根据本发明所提出的双SRF 下双馈风力发电机转子电流正负序量的实时检测，实现双馈风力发电机转 子电流的实时正序、负序量检测，可应用于双馈风力发电机各种不对称运 行及不对称故障的稳态分析、动态分析及控制和补偿中；算法简单、无陷 波环节以及滤波环节引起的延时、无反三角函数计算，实时性强；易于工 程实现。
附图说明
图1为本发明提出双SRF下双馈风力发电机转子电流正负序量的实时 检测方法的计算流程图。
图2为同时含有正负序量的双馈风力发电机转子电流图。
图3为已知三相双馈风力发电机转子电流变换到两相静止坐标系下的 αβ分量图。
图4为检测到的正负序量的αβ分量图。
图5为检测到的正负序量三相双馈风力发电机转子电流图。
具体实施方式
如图1所示为本发明检测方法的流程图，其具体实施过程如下：
当双馈发电机接入电网的出现不平衡时(电网电压中存在负序电压分 量)，在双馈风力发电机转子电流中感应出正序、负序量。此时实时采样双 馈风力发电机转子电流的瞬时值经过坐标变换后保存到与时间顺序相关的 序列形式α(k)、β(k)，由锁相环等获得与电网同步旋转的角度保存为与时 间顺序相关的序列形式θs(k)，由编码器或者无速度传感器等获得检测采样 时刻的转子电角度保存为与时间顺序相关的序列形式θr(k)，经过两相静止 坐标系下双馈风力发电机转子电流正序、负序量计算模块与转子电流正序、 负序量计算模块计算后得到转子电流正序量Irotora+(k)、Irotorb+(k)、 Irotorc+(k)，负序量Irotora-(k)、Irotorb-(k)、Irotorc-(k)。
发明人根据转子电流的特点，通过计算机仿真证明了以上的论断，在 双馈风力发电机三相转子电流中，正序量、负序量的幅值与频率时刻变化， 由本发明的双馈风力发电机转子电流正负序量的实时检测方法实现对双馈 风力发电机转子电流正序、负序量的实时检测；本发明算法在初始时刻由 于不能得到α(k-1)、β(k-1)，所以会在初始时刻产生一个非模型误差，本 实施例中均为稳定后的波形。图2为同时包含正序、负序分量的双馈风力 发电机转子电流波形，图3为已知三相双馈风力发电机转子电流变换到两 相静止坐标系下的αβ分量图，由图4的两相静止坐标系下双馈风力发电 机转子电流的正序分量、负序分量构成，图5为双馈风力发电机转子电流 的正序、负序分量波形；由以上波形可以看出，本发明实现了对双馈风力 发电机转子电流正序、负序量的实时检测。
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