雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(tǒng)的故障判斷方法
【專利摘要】雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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)子電流信號檢測系統(tǒng)發(fā)生故障后影響整個系統(tǒng)的可靠性的問題。本發(fā)明所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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)子電流觀測器；通過分析觀測器狀態(tài)變量輸出誤差，然后比較電流各相觀測值和實(shí)際值找出傳感器故障具體來源。本發(fā)明基于模型參考自適應(yīng)理論，電流觀測值不依賴于相應(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)子電流信號檢測系統(tǒng)進(jìn)行故障判斷。
【專利說明】雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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，也可作為電動機(jī)運(yùn)行。作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用時，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、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)組類型。
[0003]隨著風(fēng)電場的發(fā)電容量增大以及海上風(fēng)電場規(guī)模擴(kuò)大,對雙饋風(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檢測系統(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)的信號檢測系統(tǒng)包括傳感器采樣，信號調(diào)理以及AD采樣及相關(guān)信號傳輸?shù)戎虚g環(huán)節(jié)，這就造成雙饋風(fēng)電系統(tǒng)長期工作過程中，不可避免的會發(fā)生電流、電壓等信號檢測系統(tǒng)故障問題。因此判斷故障的有無和位置極其重要，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替換故障信號才能增強(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)子電流信號檢測系統(tǒng)發(fā)生故障后影響整個系統(tǒng)的可靠性的問題，現(xiàn)提供雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(tǒng)的故障判斷方法。
[0005]雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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Us ab。、定子電流信號is ab。、轉(zhuǎn)子電流信號ab。和轉(zhuǎn)子電壓控制信號Uyq ；
[0007]步驟二:對定子電壓信號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Us a β，對該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電壓信號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us—dq ；
[0008]對定子電流信號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is ，對該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電流信號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is d(1;
[0009]對轉(zhuǎn)子電流信號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L ，對該靜止兩相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號進(jìn)行Park變換，獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)
子電流信號dq ;
[0010]步驟三:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號is dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號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Us dq和轉(zhuǎn)子電壓控制信號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)子離散時間狀態(tài)方程并結(jié)合降階觀測器設(shè)計(jì)理論，分別建立定子電流觀測器和轉(zhuǎn)子電流觀測器，
[0012] 利用定子電流觀測器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流觀測值ξ^ ,
[0013]利用轉(zhuǎn)子電流觀測器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流觀測值?
[0014]步驟五:根據(jù)定子電流預(yù)測方程獲得定子電流預(yù)測值i' s dq，根據(jù)轉(zhuǎn)子電流預(yù)測方程獲得轉(zhuǎn)子電流預(yù)測值i, r_dq,根據(jù)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號is—dq、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號iy,、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流預(yù)測值i, s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流預(yù)測值i' r_dq,獲得定子電流信號檢測系統(tǒng)故障差值Res和轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(tǒng)故障差值Rot ；
[0015]步驟六:將定子電流信號檢測系統(tǒng)故障差值Res與轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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)測值i, s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子電流預(yù)測值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，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子電流信號檢測系統(tǒng)發(fā)生故障，然后執(zhí)行步驟七；
[0017]當(dāng)R。< _r時，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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相電流觀測值i和定子B相電流觀測值& ;同時采集靜止三相坐標(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，則定子A相電流信號檢測系統(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，則定子B相電流信號檢測系統(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相電流觀測值和轉(zhuǎn)子B相電流觀測值L ’同時采集靜止三相坐標(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，則轉(zhuǎn)子A相電流信號檢測系統(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，則轉(zhuǎn)子B相電流信號檢測系統(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)子電流信號檢測系統(tǒng)的故障判斷方法，故障判斷信號來自于觀測器模型和實(shí)測的狀態(tài)變量偏差的模，信號檢測系統(tǒng)故障時能夠快速得到故障判斷信號；定、轉(zhuǎn)子電流觀測值能夠作為電流信號檢測系統(tǒng)故障時的冗余信號用于控制系統(tǒng)，為信號檢測系統(tǒng)故障時的容錯控制提供基礎(chǔ)，能夠?qū)崟r觀測雙饋風(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)子電流觀測值分別和定、轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(tǒng)獲得的測量值之間相互獨(dú)立，提高了電流觀測器的準(zhǔn)確性。本發(fā)明適用于為雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(tǒng)進(jìn)行故障判斷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[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)子電流觀測器的原理示意圖； [0028]圖4為步驟六中對電流信號檢測系統(tǒng)故障進(jìn)行判斷的原理示意圖；
[0029]圖5為步驟七中對定子電流信號檢測系統(tǒng)故障進(jìn)行判斷的原理示意圖；
[0030]圖6為步驟八中對轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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】一:參照圖4、5和6具體說明本實(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)子電流信號檢測系統(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Us ab。、定子電流信號is ab。、轉(zhuǎn)子電流信號ab。和轉(zhuǎn)子電壓控制信號Uyq ；
[0033]步驟二:對定子電壓信號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Us a β，對該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電壓信號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us—dq ；
[0034]對定子電流信號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is ，對該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電流信號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is—dq ;
[0035]對轉(zhuǎn)子電流信號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L ，對該靜止兩相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號進(jìn)行Park變換，獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)
子電流信號dq ;
[0036]步驟三:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號is dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號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us dq和轉(zhuǎn)子電壓控制信號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)子離散時間狀態(tài)方程并結(jié)合降階觀測器設(shè)計(jì)理論，分別建立定子電流觀測器和轉(zhuǎn)子電流觀測器，
[0038]利用定子電流觀測器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流觀測值
[0039]利用轉(zhuǎn)子電流觀測器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流觀測值?[0040]步驟五:根據(jù)定子電流預(yù)測方程獲得定子電流預(yù)測值i' s dq，根據(jù)轉(zhuǎn)子電流預(yù)測方程獲得轉(zhuǎn)子電流預(yù)測值i, r_dq,根據(jù)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號is—dq、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號iy,、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流預(yù)測值i, s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流預(yù)測值i' r_dq,獲得定子電流信號檢測系統(tǒng)故障差值Res和轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(tǒng)故障差值Rot ；
[0041]步驟六:將定子電流信號檢測系統(tǒng)故障差值Res與轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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)測值i, s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子電流預(yù)測值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，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子電流信號檢測系統(tǒng)發(fā)生故障，然后執(zhí)行步驟七；
[0043]當(dāng)R。< - η時，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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相電流觀測值L和定子B相電流觀測值L ;同時采集靜止三相坐標(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，則定子A相電流信號檢測系統(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，則定子B相電流信號檢測系統(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相電流觀測值i和轉(zhuǎn)子B相電流觀測值，同時采集靜止三相坐標(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，則轉(zhuǎn)子A相電流信號檢測系統(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，則轉(zhuǎn)子B相電流信號檢測系統(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Us ab。通過雙饋發(fā)電機(jī)定子繞組的定子電壓信號檢測系統(tǒng)獲得；所述定子電流信號is abc通過定子電流信號檢測系統(tǒng)獲得；所述轉(zhuǎn)子電流信號h—ab。通過轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(tǒng)獲得；所述轉(zhuǎn)子電壓控制信號Uyq通過轉(zhuǎn)子變流器PWM控制模塊獲得。
[0051] 步驟六中,R。是一個正負(fù)波動量,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【具體實(shí)施方式】一所述的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(tǒng)的故障判斷方法作進(jìn)一步說明，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)子電流信號檢測系統(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Us ab。、定子電流信號is ab。、轉(zhuǎn)子電流信號Λ。和轉(zhuǎn)子電壓控制信號Uj.—dq ; 步驟二:對定子電壓信號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Us ae,對該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電壓信號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Us dq; 對定子電流信號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is—α0，對該靜止兩相坐標(biāo)系下定子電流信號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is—# ; 對轉(zhuǎn)子電流信號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α0，對該靜止兩相坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號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ir dq ； 步驟三:將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號is—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號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Us dq和轉(zhuǎn)子電壓控制信號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)子離散時間狀態(tài)方程并結(jié)合降階觀測器設(shè)計(jì)理論，分別建立定子電流觀測器和轉(zhuǎn)子電流觀測器， 利用定子電流觀測器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流觀測值 利用轉(zhuǎn)子電流觀測器獲得同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流觀測值 步驟五:根據(jù)定子電流預(yù)測方程獲得定子電流預(yù)測值P s—dq，根據(jù)轉(zhuǎn)子電流預(yù)測方程獲得轉(zhuǎn)子電流預(yù)測值i , r_dq,根據(jù)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流信號is—dq、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流信號iy,、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流預(yù)測值P s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電流預(yù)測值i ' r_dq,獲得定子電流信號檢測系統(tǒng)故障差值Res和轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(tǒng)故障差值Rot ; 步驟六:將定子電流信號檢測系統(tǒng)故障差值Res與轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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)測值P s—dq和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子電流預(yù)測值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，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子電流信號檢測系統(tǒng)發(fā)生故障，然后執(zhí)行步驟七； 當(dāng)R。< - η時，則雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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相電流觀測值ζβ和定子B相電流觀測值4 f同時采集靜止三相坐標(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，則定子A相電流信號檢測系統(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，則定子B相電流信號檢測系統(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相電流觀測值和轉(zhuǎn)子B相電流觀測值& ,同時采集靜止三相坐標(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，則轉(zhuǎn)子A相電流信號檢測系統(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，則轉(zhuǎn)子B相電流信號檢測系統(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)子電流信號檢測系統(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)子電流信號檢測系統(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)子電流信號檢測系統(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)分為不可直接測量的部分is(k)和可直接測量的部分i Jk)，并將定轉(zhuǎn)子電流離散狀態(tài)方程改寫為分塊形式:
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)子電流信號檢測系統(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)分為不可直接測量的部分ijk)和可直接測量的部分為is(k)，并將定轉(zhuǎn)子電流離散狀態(tài)方程改寫為:
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)子電流信號檢測系統(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)測方程獲得定子電流預(yù)測值i, s—dq，根據(jù)轉(zhuǎn)子電流預(yù)測方程獲得轉(zhuǎn)子電流預(yù)測值i' r_dq的方法為: 根據(jù)kT時刻的定、轉(zhuǎn)子電壓和電流對(k+l)T時刻的定、轉(zhuǎn)子電流進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測方程為:
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)子電流信號檢測系統(tǒng)的故障判斷方法，其特征在于，步驟五所述定子電流信號檢測系統(tǒng)故障差值Res和轉(zhuǎn)子電流信號檢測系統(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)子電流信號檢測系統(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】G01R35/00GK103995245SQ201410255473
【公開日】2014年8月20日 申請日期: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 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)