[发明专利]一种高可靠性的发电系统智能控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电机发电控制技术的领域，尤其是涉及一种高可靠性的发电系统智能控制方法。

背景技术

随着电力电子技术、电力传动技术的日益发展，发电机发电系统现已得到了广泛的应用，如风力发电、水利发电等。但近几年，随着新能源以及科技的不断发展，很多发电场合对发电机发电系统的动态性能以及可靠性上提出了较高的要求。

目前发电机发电控制方法仍存在一些不足或待改进之处：在发电过程中电压调节还不够稳定；其采用的电流PI控制器，存在固有的滞后特性，从而会影响系统的动态性能和限制系统带宽的增加，响应速度受限；其发电系统控制的可靠性差，当遇到发电机出现绕组断路或短路故障后无法进行稳定正常发电，严重影响了发电机的发电性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种高可靠性的发电系统智能控制方法，使其能够在发电过程中稳定地进行电压调节，同时能使发电系统具有很好地动态性能，减少滞后影响，且能使发电系统具有较高的可靠性，即使在发电机出现绕组断路或短路故障情况下仍能稳定正常发电，从而使之适用于对动态性能以及可靠性要求较高的发电场合。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高可靠性的发电系统智能控制方法，该方法包括如下步骤：

(1)启动原动机带动发电机运转进入发电状态，通过霍尔传感器采集发电机的三相电流i_a、i_b、i_c，然后将其通过Clark变换和Park变换得到d-q坐标系下发电机的实际电流值i_d、i_q；

(2)通过位置检测器采集发电机的位置信号θ，供Park变换和Park反变换使用，通过电压检测器采集四桥臂变换器端上的直流电压U_dc；

(3)将给定的电压U_dc^*与反馈的实际电压U_dc送入电压调节器进行处理，得到能使电压稳定控制的给定电流i_q^*；

(4)将给定的d-q轴电流i_q^*以及i_d^*送入预测控制器，同时将上一次输出的d-q轴电压U_d^*(k-1)、U_q^*(k-1)以及上一次反馈回来的电流i_d(k-1)和i_q(k-1)一同送入预测控制器，得到预测出的d-q轴电压U_d^*(k)和U_q^*(k)，其预测表达式为：

U_d^*(k)＝A₁i_d(k-1)+A₂i_d^*(k)+A₃i_q(k-1)+A₄U_d^*(k-1)

U_q^*(k)＝B₁i_q(k-1)+B₂i_q^*(k)+B₃i_d(k-1)+B₄U_q^*(k-1)

其中，k为第k个控制周期，k-1表示第k-1个周期，即上一个周期，U_d^*(k)和U_q^*(k)分别为预测出的第k个控制周期的d-q轴电压，i_d^*(k)和i_q^*(k)分别为第k个控制周期内给定的d-q轴电流，A₁、A₂、A₃、A₄为U_d^*(k)的调节参数，B₁、B₂、B₃、B₄为U_q^*(k)的调节参数，根据发电机自身不同的特性决定；