[发明专利]一种无刷双馈感应发电机效率优化控制方法及系统

权利要求书

1.一种无刷双馈感应发电机效率优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在当前控制周期，根据功率绕组电压幅值反馈值U_p和阻性负载值R计算电机的输出功率P_out，根据直流母线电压U_dc和直流母线电流I_dc计算电机的直流输入功率P_dc，并获得所述无刷双馈感应发电机的转子角速度ω_r和电磁转矩T_em，以计算转化为输入电磁功率的机械功率P_em，从而计算当前控制周期的电机效率为η＝P_out/(P_em+P_dc)；

(2)若当前控制周期中的电机效率大于当前的最优发电效率，则将最优发电效率更新为当前控制周期中的电机效率，将最优发电频率更新为当前控制周期中的发电频率f，并根据更新后的最优发电频率更新控制绕组角频率给定值之后转入步骤(3)；否则，直接转入步骤(3)；

(3)将发电频率f增加预设的频率步长Δf后作为新的发电频率f，若更新后发电频率f未超过预设的发电频率上限，则将下一个控制周期作为当前控制周期，并转入步骤(1)；否则，使所述无刷双馈感应发电机按照最优发电频率运行，优化控制结束；

其中，在控制过程中维持直流母线电压恒定不变。

2.如权利要求1所述的无刷双馈感应发电机效率优化控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，根据更新后的最优发电频率更新控制绕组角频率给定值包括：

将最优发电频率扩大2π倍，得到功率绕组角频率给定值

将转子角速度ω_r扩大(p_p+p_c)倍后与功率绕组角频率给定值作差，得到控制绕组角频率给定值

其中，p_p为功率绕组极对数，p_c为控制绕组极对数。

3.如权利要求1或2所述的无刷双馈感应发电机效率优化控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中，在根据功率绕组电压幅值反馈值U_p计算电机的输出功率P_out之前，还包括：

获得功率绕组三相电压u_{p_abc}并转换至αβ坐标系，得到功率绕组电压α轴分量u_pα和β轴分量u_pβ，根据公式计算当前控制周期中的功率绕组电压幅值反馈值U_p。

4.如权利要求3所述的无刷双馈感应发电机效率优化控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中，在根据直流母线电压U_dc和直流母线电流I_dc计算电机的直流输入功率P_dc之前，还包括：

对预设的功率绕组电压幅值给定值与当前控制周期中的功率绕组电压幅值反馈值U_p的差值进行PI控制，得到控制绕组电流d轴分量给定值并设定控制绕组电流q轴分量给定值

对当前的控制绕组角频率给定值进行积分，得到控制绕组坐标变换角给定值

利用控制绕组坐标变换角给定值将控制绕组三相电流i_{c_abc}从abc坐标系变换至dq坐标系，得到控制绕组电流d轴分量反馈值i_cd和q轴分量反馈值i_cq；

对控制绕组电流d轴分量给定值与控制绕组电流d轴分量反馈值i_cd的差值进行PI控制，得到控制绕组电压d轴分量给定值对控制绕组电流q轴分量给定值与控制绕组电流q轴分量反馈值i_cq的差值进行PI控制，得到控制绕组电压q轴分量给定值

利用控制绕组坐标变换角给定值将控制绕组电压d轴分量给定值和q轴分量给定值从abc坐标系变换至dq坐标系，得到控制绕组三相电压给定值

根据控制绕组三相电压给定值生成PWM波控制变流器输出电机实际所需的控制绕组三相电压u_{c_abc}，并输出当前控制周期的直流母线电压U_dc和直流母线电流I_dc。