CN112311286B - 风力发电机组的功率控制装置及方法 - Google Patents

风力发电机组的功率控制装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种风力发电机组的功率控制装置及方法。该风力发电机组的功率控制装置包括：电压传感器，用于采集风力发电机组交流侧的三相电压；硬件滤波器，用于对三相电压进行滤波处理；数字控制器，用于将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α‑β坐标系下的补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量；处理器，用于根据交流侧的三相电流、补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，确定交流侧功率。本发明实施例的风力发电机组的功率控制装置及方法，能够降低所确定的交流侧功率与交流侧实际功率的偏差，提高交流侧功率的精度。

Description

风力发电机组的功率控制装置及方法
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组的功率控制装置及方法。
背景技术
目前，通常采用功率闭环或转矩闭环的方式计算风力发电机组的发电机的交轴电流，该交轴电流需要利用交流侧功率计算得到，而交流侧功率需要利用风力发电机组调制电压计算得到。
然而，在实际应用中，风力发电机组调制电压与风力发电机组实际电压会存在偏差，这就导致利用调制电压计算得到的交流侧功率与实际功率存在偏差，利用调制电压计算得到的交流侧功率精度较低。
发明内容
本发明实施例提供一种风力发电机组的功率控制装置及方法，能够提高风力发电机组交流侧功率的精度。
一方面，本发明实施例提供了一种风力发电机组的功率控制装置，包括：
电压传感器，用于采集风力发电机组交流侧的三相电压；
硬件滤波器，用于对三相电压进行滤波处理；
数字控制器，用于将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量；
处理器，用于根据交流侧的三相电流、补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，确定交流侧功率。
在本发明的一个实施例中，数字控制器，具体用于：
将经过滤波处理后的abc坐标系下的三相电压进行克拉克clark变换，得到旋转α-β坐标系下的α轴电压分量和β轴电压分量；
将α轴电压分量和β轴电压分量进行帕克park变换，得到静止d-q坐标系下的d轴电压分量和q轴电压分量；
将d轴电压分量和q轴电压分量进行逆帕克park变换以及幅值和相位补偿，得到补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量。
在本发明的一个实施例中，处理器，还用于：
根据补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，采用电压闭环控制策略，确定直轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器，具体用于：
根据补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，计算弱磁控制反馈电压；
根据弱磁控制反馈电压与参考电压，计算参考电压与弱磁控制反馈电压的电压差；
根据电压差，确定直轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器，还用于：
根据交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略或功率闭环控制策略或转矩闭环控制策略，确定交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器，具体用于：
根据交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略，计算功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量；
根据功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量，确定交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器，具体用于：
根据交流侧功率，确定反馈功率；
根据给定参考转矩和发电机的角速度，计算参考功率；
根据反馈功率和参考功率，计算参考功率与反馈功率的功率差；
根据功率差，计算功率闭环电流补偿分量；
根据给定参考转矩、发电机极对数以及发电机的磁链值，计算转矩开环电流解算分量；
根据功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量，确定交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器，具体用于：
根据交流侧功率，确定反馈功率；
根据反馈功率和给定参考功率，计算给定参考功率与反馈功率的功率差；
根据功率差，计算交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器，具体用于：
根据交流侧功率，确定反馈功率；
根据反馈功率和发电机的角速度，计算反馈转矩；
根据反馈转矩和给定参考转矩，计算给定参考转矩与反馈转矩的转矩差；
根据转矩差，计算交轴电流。
另一方面，本发明实施例提供了一种风电发电机组的功率控制方法，包括：
电压传感器采集风力发电机组交流侧的三相电压；
硬件滤波器对三相电压进行滤波处理；
数字控制器将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量；
处理器根据交流侧的三相电流、补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，确定交流侧功率。
在本发明的一个实施例中，数字控制器将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，包括：
数字控制器将经过滤波处理后的abc坐标系下的三相电压进行克拉克clark变换，得到旋转α-β坐标系下的α轴电压分量和β轴电压分量；将α轴电压分量和β轴电压分量进行帕克park变换，得到静止d-q坐标系下的d轴电压分量和q轴电压分量；将d轴电压分量和q轴电压分量进行逆帕克park变换以及幅值和相位补偿，得到补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量。
在本发明的一个实施例中，本发明实施例提供的功率控制方法还包括：
处理器根据补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，采用电压闭环控制策略，确定直轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器根据补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，采用电压闭环控制策略，确定直轴电流，包括：
处理器根据补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，计算弱磁控制反馈电压；根据弱磁控制反馈电压与参考电压，计算参考电压与弱磁控制反馈电压的电压差；根据电压差，确定直轴电流。
在本发明的一个实施例中，本发明实施例提供的功率控制方法还包括：
处理器根据交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略，确定交轴电流；或，
处理器根据交流侧功率，采用功率闭环控制策略，确定交轴电流；或，
处理器根据交流侧功率，采用转矩闭环控制策略，确定交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器根据交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略，确定交轴电流，包括：
处理器根据交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略，计算功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量；根据功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量，确定交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器根据交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略，确定交轴电流，包括：
处理器根据交流侧功率，确定反馈功率；根据给定参考转矩和发电机的角速度，计算参考功率；根据反馈功率和参考功率，计算参考功率与反馈功率的功率差；根据功率差，计算功率闭环电流补偿分量；根据给定参考转矩、发电机极对数以及发电机的磁链值，计算转矩开环电流解算分量；根据功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量，确定交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器根据交流侧功率，采用功率闭环控制策略，确定交轴电流，包括：
处理器根据交流侧功率，确定反馈功率；根据反馈功率和给定参考功率，计算给定参考功率与反馈功率的功率差；根据功率差，计算交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器根据交流侧功率，采用转矩闭环控制策略，确定交轴电流，包括：
处理器根据交流侧功率，确定反馈功率；根据反馈功率和发电机的角速度，计算反馈转矩；根据反馈转矩和给定参考转矩，计算给定参考转矩与反馈转矩的转矩差；根据转矩差，计算交轴电流。
本发明实施例的风力发电机组的功率控制装置及方法，通过电压传感器实时采集风力发电机组交流侧的三相电压，硬件滤波器对三相电压进行滤波处理，数字控制器对经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，利用补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，确定风力发电机组交流侧功率，无需采用风力发电机组的调制电压确定风力发电机组交流侧功率，能够降低所确定的交流侧功率与交流侧实际功率的偏差，提高交流侧功率的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例提供的风力发电机组的功率控制方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例提供的采用转矩开环及功率闭环复合控制策略确定交轴电流的控制示意图；
图3示出了本发明实施例提供的采用功率闭环控制策略确定交轴电流的控制示意图；
图4示出了本发明实施例提供的采用转矩闭环控制策略确定交轴电流的控制示意图；
图5示出了本发明实施例提供的滤波电压未补偿的波形仿真示意图；
图6示出了本发明实施例提供的滤波电压补偿后的波形仿真示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了解决现有技术问题，本发明实施例提供一种风力发电机组的功率控制装置及方法。下面首先对本发明实施例提供的风力发电机组的功率控制方法进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的风力发电机组的功率控制方法的流程示意图。本发明实施例提供的风力发电机组的功率控制方法优选适应用风力发电机组的功率控制装置。在本发明的一个实施例中，风力发电机组的功率控制装置可以包括：电压传感器、硬件滤波器、数字控制器和处理器。其中，电压传感器，用于采集风力发电机组交流侧的三相电压；硬件滤波器，用于对三相电压进行滤波处理；数字控制器，用于将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量；处理器，用于根据交流侧的三相电流、补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，确定交流侧功率。
风力发电机组的功率控制方法可以包括：
S101：电压传感器采集风力发电机组交流侧的三相电压。
S102：硬件滤波器对三相电压进行滤波处理。
S103：数字控制器将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量。
S104：处理器根据交流侧的三相电流、补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，确定交流侧功率。
在本发明的一个实施例中，风力发电机组交流侧包括但不限于：风力发电机组整流器交流侧和风力发电机组逆变器交流侧。
本发明实施例的功率控制方法，通过电压传感器实时采集风力发电机组交流侧的三相电压，硬件滤波器对三相电压进行滤波处理，数字控制器对经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，利用补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，确定风力发电机组交流侧功率，无需采用风力发电机组的调制电压确定风力发电机组交流侧功率，能够降低所确定的交流侧功率与交流侧实际功率的偏差，提高交流侧功率的精度。
在本发明的一个实施例中，数字控制器可以将经过滤波处理后的abc坐标系下的三相电压进行克拉克clark变换，得到旋转α-β坐标系下的α轴电压分量和β轴电压分量；将α轴电压分量和β轴电压分量进行帕克park变换，得到静止d-q坐标系下的d轴电压分量和q轴电压分量；将d轴电压分量和q轴电压分量进行逆帕克park变换以及幅值和相位补偿，得到补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量。
假设，风力发电机组交流侧的三相电压分别为Ua、Ub和Uc。经过滤波处理得到abc坐标系下的三相电压分别为uaf、ubf和ucf。
数字控制器将经过滤波处理后的abc坐标系下的三相电压uaf、ubf和ucf进行克拉克clark变换，得到旋转α-β坐标系下的α轴电压分量uαf和β轴电压分量uβf。
uαf＝(2uaf-ubf-ucf)/3
Figure GDA0002226270530000071
数字控制器将α轴电压分量uαf和β轴电压分量uβf进行帕克park变换，得到静止d-q坐标系下的d轴电压分量udf和q轴电压分量uqf。
d轴电压分量udf＝uαfcos(θ)+uβfsin(θ)
q轴电压分量uqf＝-uαfsin(θ)+uβfcos(θ)
θ为发电机转子位置角。
数字控制器将d轴电压分量udf和q轴电压分量uqf进行逆帕克park变换以及幅值和相位补偿，得到补偿后的α轴电压分量uαcomp和补偿后的β轴电压分量uβcomp。
uαcomp＝(udfcos(θ-Δθ)-uqfsin(θ-Δθ))/|H(jω)|
uβcomp＝(udfsin(θ-Δθ)+uqfcos(θ-Δθ))/|H(jω)|
Δθ为滤波器相频特性，|H(jω)|为滤波器幅频特性。
Figure GDA0002226270530000081
Figure GDA0002226270530000082
ζ为滤波器阻尼系数，ωc为滤波器截止频率，ω为发电机角频率。
Figure GDA0002226270530000083
R为滤波器电路电阻参数，C为滤波器电容参数。
处理器根据uαcomp和uβcomp，确定交流侧功率P。
其中，交流侧功率
Figure GDA0002226270530000084
iα为α轴电流分量，iβ为β轴电流分量。
在本发明的一个实施例中，可以采集风力发电机组交流侧的三相电流，将abc坐标系下的三相电流进行clark变换，得到旋转α-β坐标系下的α轴电流分量iα和β轴电流分量iβ。
在本发明的一个实施例中，处理器可以根据uαcomp和uβcomp，采用电压闭环控制策略，确定直轴电流Idref。
首先，根据uαcomp和uβcomp，计算弱磁控制反馈电压
Figure GDA0002226270530000085
Figure GDA0002226270530000086
其次，根据参考电压Uref与弱磁控制反馈电压Us，计算参考电压Uref与弱磁控制反馈电压Us的差值Uerr＝Uref-Us。
然后，根据弱磁环比例积分(Proportional-Integral，PI)控制器的比例系数、弱磁环PI控制器的积分系数以及每个采样点参考电压Uref与弱磁控制反馈电压Us的差值，计算第k个采样点的直轴电流Idref(k)。
Figure GDA0002226270530000091
kpu为弱磁环比例积分PI控制器的比例系数，Uerr(k)为第k个采样点参考电压Uref与弱磁控制反馈电压Us的差值，kiu为弱磁环PI控制器的积分系数，Uerr(i)为第i个采样点参考电压Uref与弱磁控制反馈电压Us的差值。
通过本发明实施例的uαcomp和uβcomp确定直轴电流，能够提高直轴电流的精度。进而能够提高调制电压uαr和uβr的精度，对整流器进行精确控制。
在本发明的一个实施例中，处理器还可以根据交流侧功率，确定交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器根据交流侧功率，确定交轴电流时，可以采用转矩开环及功率闭环复合控制策略、功率闭环控制策略或转矩闭环控制策略。
下面分别对采用不同策略，确定交轴电流进行说明。
图2示出了本发明实施例提供的采用转矩开环及功率闭环复合控制策略确定交轴电流的控制示意图。
在本发明的一个实施例中，处理器可以根据交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略，计算功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量；根据功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量，确定交轴电流。
首先，采集风力发电机组交流侧的三相电压，对三相电压进行滤波处理，将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量uαcomp和补偿后的β轴电压分量uβcomp，根据uαcomp和uβcomp，确定交流侧功率P。
其中，确定交流侧功率P的过程具体可参考上述过程，本发明实施例在此不对其进行赘述。
基于交流侧功率P，通过有功和无功(P/Q)控制策略，得到反馈功率Ps。
根据给定参考转矩Tref和发电机的角速度ω，计算参考功率Pref＝Tref*ω。
根据参考功率Pref和反馈功率Ps，计算参考功率Pref与反馈功率Ps的差值Perr＝Pref-Ps。
然后，根据功率闭环PI控制器的比例系数、功率闭环PI控制器的积分系数以及每个采样点参考功率Pref与反馈功率Ps的差值，计算第k个采样点的功率闭环电流补偿分量Iqcomp(k)。
Figure GDA0002226270530000101
kpp为功率闭环PI控制器的比例系数，Perr(k)为第k个采样点参考功率Pref与反馈功率Ps的差值，kip为功率闭环PI控制器的积分系数，Perr(i)为第i个采样点参考功率Pref与反馈功率Ps的差值。
根据给定参考转矩Tref、发电机极对数p以及发电机磁链值ψf，计算电磁转矩开环电流解算分量Iqref。
Iqref＝Tref/(1.5*p*ψf)
然后，根据功率闭环电流补偿分量Iqcomp和电磁转矩开环电流解算分量Iqref，计算交轴电流Iqset。
Iqset＝Iqref+Iqcomp
在本发明的一个实施例中，功率闭环电流补偿分量Iqcomp，用于补偿因磁链偏差而导致的交轴电流偏差，功率闭环电流补偿分量Iqcomp的限幅范围满足磁链偏差对应的电流补偿要求。
根据uαcomp和uβcomp，确定直轴电流Idref。根据uαcomp和uβcomp，确定直轴电流Idref的过程具体可参考上述过程，本发明实施例在此不对其进行赘述。
然后基于交轴电流Iqset和直轴电流Idref，利用电流闭环得到调制电压uαr和uβr。基于调制电压uαr和uβr，利用空间电压矢量脉冲宽度调制(SVPWM)控制策略对整流器进行控制。
图3示出了本发明实施例提供的采用功率闭环控制策略确定交轴电流的控制示意图。
首先，采集风力发电机组交流侧的三相电压，对三相电压进行滤波处理，将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量uαcomp和补偿后的β轴电压分量uβcomp，根据uαcomp和uβcomp，确定交流侧功率P。
其中，确定交流侧功率P的过程具体可参考上述过程，本发明实施例在此不对其进行赘述。
基于交流侧功率P，通过有功和无功(P/Q)控制策略，得到反馈功率Ps。
根据给定参考功率Pref和反馈功率Ps，计算给定参考功率Pref与反馈功率Ps的差值Perr＝Pref-Ps。
然后，根据功率闭环PI控制器的比例系数、功率闭环PI控制器的积分系数以及每个采样点参考功率Pref与反馈功率Ps的差值，计算第k个采样点的交轴电流Iqset(k)。
Figure GDA0002226270530000111
kpp为功率闭环PI控制器的比例系数，Perr(k)为第k个采样点参考功率Pref与反馈功率Ps的差值，kip为功率闭环PI控制器的积分系数，Perr(i)为第i个采样点参考功率Pref与反馈功率Ps的差值。
根据uαcomp和uβcomp，确定直轴电流Idref。根据uαcomp和uβcomp，确定直轴电流Idref的过程具体可参考上述过程，本发明实施例在此不对其进行赘述。
然后基于交轴电流Iqset和直轴电流Idref，利用电流闭环得到调制电压uαr和uβr。基于调制电压uαr和uβr，利用SVPWM控制策略对整流器进行控制。
图4示出了本发明实施例提供的采用转矩闭环控制策略确定交轴电流的控制示意图。
首先，采集风力发电机组交流侧的三相电压，对三相电压进行滤波处理，将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量uαcomp和补偿后的β轴电压分量uβcomp，根据uαcomp和uβcomp，确定交流侧功率P。
其中，确定交流侧功率P的过程具体可参考上述过程，本发明实施例在此不对其进行赘述。
基于交流侧功率P，通过有功和无功(P/Q)控制策略，得到反馈功率Ps。
根据反馈功率Ps和发电机的角速度ω，计算反馈转矩T＝Ps/ω。
根据给定参考转矩Tref和反馈转矩T，计算给定参考转矩Tref和反馈转矩T的差值Terr＝Tref-T。
然后，根据转矩闭环PI控制器的比例系数、转矩闭环PI控制器的积分系数以及每个采样点参考转矩Tref和反馈转矩T的差值，计算第k个采样点的交轴电流Iqset(k)。
Figure GDA0002226270530000121
kpp为转矩闭环PI控制器的比例系数，Terr(k)为第k个采样点参考转矩Tref和反馈转矩T的差值，kip为转矩闭环PI控制器的积分系数，Terr(i)为第i个采样点参考转矩Tref和反馈转矩T的差值。
根据uαcomp和uβcomp，确定直轴电流Idref。根据uαcomp和uβcomp，确定直轴电流Idref的过程具体可参考上述过程，本发明实施例在此不对其进行赘述。
然后基于交轴电流Iqset和直轴电流Idref，利用电流闭环得到调制电压uαr和uβr。基于调制电压uαr和uβr，利用SVPWM控制策略对整流器进行控制。
通过本发明实施例的uαcomp和uβcomp确定交轴电流，能够提高交轴电流的精度。进而能够提高调制电压uαr和uβr的精度，对整流器进行精确控制。
图5示出了本发明实施例提供的滤波电压未补偿的波形仿真示意图，图6示出了本发明实施例提供的滤波电压补偿后的波形仿真示意图。
由图5可以看出，未经过补偿处理的滤波后电压相比于滤波前电压存在相位滞后。由图6可以看出，经过补偿处理后的电压与滤波前电压相位一致。经过补偿能消除滤波对电压造成的幅值衰减和相位延时，进而能够提高交流侧功率的精度。
与上述方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种风力发电机组的功率控制装置。风力发电机组的功率控制装置可以包括：
电压传感器，用于采集风力发电机组交流侧的三相电压。
硬件滤波器，用于对三相电压进行滤波处理。
数字控制器，用于将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量。
处理器，用于根据交流侧的三相电流、补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，确定交流侧功率。
本发明实施例的风力发电机组，通过电压传感器实时采集风力发电机组交流侧的三相电压，硬件滤波器对三相电压进行滤波处理，数字控制器对经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，利用补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，确定风力发电机组交流侧功率，无需采用风力发电机组的调制电压确定风力发电机组交流侧功率，能够降低所确定的交流侧功率与交流侧实际功率的偏差，提高交流侧功率的精度。
在本发明的一个实施例中，数字控制器，具体可以用于：
将经过滤波处理后的abc坐标系下的三相电压进行克拉克clark变换，得到旋转α-β坐标系下的α轴电压分量和β轴电压分量；
将α轴电压分量和β轴电压分量进行帕克park变换，得到静止d-q坐标系下的d轴电压分量和q轴电压分量；
将d轴电压分量和q轴电压分量进行逆帕克park变换以及幅值和相位补偿，得到补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量。
在本发明的一个实施例中，处理器，还用于：
根据补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，采用电压闭环控制策略，确定直轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器，具体用于：
根据补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，计算弱磁控制反馈电压；
根据弱磁控制反馈电压与参考电压，计算参考电压与弱磁控制反馈电压的电压差；
根据电压差，确定直轴电流。
本发明实施例通过补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，确定直轴电流，能够提高直轴电流的精度。进而能够提高调制电压uαr和uβr的精度，对整流器进行精确控制。
在本发明的一个实施例中，处理器，还可以用于：
根据交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略或功率闭环控制策略或转矩闭环控制策略，确定交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器，具体可以用于：
根据交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略，计算功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量；根据功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量，确定交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器，具体可以用于：
根据交流侧功率，确定反馈功率；
根据给定参考转矩和发电机的角速度，计算参考功率；
根据反馈功率和参考功率，计算参考功率与反馈功率的功率差；
根据功率差，计算功率闭环电流补偿分量；
根据给定参考转矩、发电机极对数以及发电机的磁链值，计算转矩开环电流解算分量；
根据功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量，确定交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器，具体用于：
根据交流侧功率，确定反馈功率；
根据反馈功率和给定参考功率，计算给定参考功率与反馈功率的功率差；
根据功率差，计算交轴电流。
在本发明的一个实施例中，处理器，具体用于：
根据交流侧功率，确定反馈功率；
根据反馈功率和发电机的角速度，计算反馈转矩；
根据反馈转矩和给定参考转矩，计算给定参考转矩与反馈转矩的转矩差；
根据转矩差，计算交轴电流。
本发明实施例通过所确定的交流侧功率，确定交轴电流，能够提高交轴电流的精度。进而能够提高调制电压uαr和uβr的精度，对整流器进行精确控制。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风力发电机组的功率控制装置，其特征在于，所述装置包括：
电压传感器，用于采集风力发电机组交流侧的三相电压；
硬件滤波器，用于对所述三相电压进行滤波处理；
数字控制器，用于将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量；
处理器，用于根据所述交流侧的三相电流、所述补偿后的α轴电压分量和所述补偿后的β轴电压分量，确定所述交流侧功率；
所述处理器，具体用于：
根据所述交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略，计算功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量；
根据所述功率闭环电流补偿分量和所述转矩开环电流解算分量，确定交轴电流。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组的功率控制装置，其特征在于，所述数字控制器，具体用于：
将经过滤波处理后的abc坐标系下的三相电压进行克拉克clark变换，得到旋转α-β坐标系下的α轴电压分量和β轴电压分量；
将所述α轴电压分量和所述β轴电压分量进行帕克park变换，得到静止d-q坐标系下的d轴电压分量和q轴电压分量；
将所述d轴电压分量和所述q轴电压分量进行逆帕克park变换以及幅值和相位补偿，得到所述补偿后的α轴电压分量和所述补偿后的β轴电压分量。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组的功率控制装置，其特征在于，所述处理器，还用于：
根据所述补偿后的α轴电压分量和所述补偿后的β轴电压分量，采用电压闭环控制策略，确定直轴电流。
4.根据权利要求3所述的风力发电机组的功率控制装置，其特征在于，所述处理器，具体用于：
根据所述补偿后的α轴电压分量和所述补偿后的β轴电压分量，计算弱磁控制反馈电压；
根据所述弱磁控制反馈电压与参考电压，计算所述参考电压与所述弱磁控制反馈电压的电压差；
根据所述电压差，确定直轴电流。
5.根据权利要求1所述的风力发电机组的功率控制装置，其特征在于，所述处理器，具体用于：
根据所述交流侧功率，确定反馈功率；
根据给定参考转矩和发电机的角速度，计算参考功率；
根据所述反馈功率和所述参考功率，计算所述参考功率与所述反馈功率的功率差；
根据所述功率差，计算功率闭环电流补偿分量；
根据所述给定参考转矩、发电机极对数以及发电机的磁链值，计算转矩开环电流解算分量；
根据所述功率闭环电流补偿分量和所述转矩开环电流解算分量，确定交轴电流。
6.一种风电发电机组的功率控制方法，其特征在于，所述方法包括：
电压传感器采集风力发电机组交流侧的三相电压；
硬件滤波器对所述三相电压进行滤波处理；
数字控制器将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量；
处理器根据所述交流侧的三相电流、所述补偿后的α轴电压分量和所述补偿后的β轴电压分量，确定所述交流侧功率；
所述方法还包括：
处理器根据所述交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略，计算功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量；根据所述功率闭环电流补偿分量和所述转矩开环电流解算分量，确定交轴电流。
7.根据权利要求6所述的风电发电机组的功率控制方法，其特征在于，所述数字控制器将经过滤波处理后的三相电压进行幅值和相位补偿，得到旋转α-β坐标系下的补偿后的α轴电压分量和补偿后的β轴电压分量，包括：
数字控制器将经过滤波处理后的abc坐标系下的三相电压进行克拉克clark变换，得到旋转α-β坐标系下的α轴电压分量和β轴电压分量；将所述α轴电压分量和所述β轴电压分量进行帕克park变换，得到静止d-q坐标系下的d轴电压分量和q轴电压分量；将所述d轴电压分量和所述q轴电压分量进行逆帕克park变换以及幅值和相位补偿，得到所述补偿后的α轴电压分量和所述补偿后的β轴电压分量。
8.根据权利要求6所述的风电发电机组的功率控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
处理器根据所述补偿后的α轴电压分量和所述补偿后的β轴电压分量，采用电压闭环控制策略，确定直轴电流。
9.根据权利要求8所述的风电发电机组的功率控制方法，其特征在于，所述处理器根据所述补偿后的α轴电压分量和所述补偿后的β轴电压分量，采用电压闭环控制策略，确定直轴电流，包括：
处理器根据所述补偿后的α轴电压分量和所述补偿后的β轴电压分量，计算弱磁控制反馈电压；根据所述弱磁控制反馈电压与参考电压，计算所述参考电压与所述弱磁控制反馈电压的电压差；根据所述电压差，确定直轴电流。
10.根据权利要求6所述的风电发电机组的功率控制方法，其特征在于，所述处理器根据所述交流侧功率，采用转矩开环及功率闭环复合控制策略，计算功率闭环电流补偿分量和转矩开环电流解算分量；根据所述功率闭环电流补偿分量和所述转矩开环电流解算分量，确定交轴电流，包括：
处理器根据所述交流侧功率，确定反馈功率；根据给定参考转矩和发电机的角速度，计算参考功率；根据所述反馈功率和所述参考功率，计算所述参考功率与所述反馈功率的功率差；根据所述功率差，计算功率闭环电流补偿分量；根据所述给定参考转矩、发电机极对数以及发电机的磁链值，计算转矩开环电流解算分量；根据所述功率闭环电流补偿分量和所述转矩开环电流解算分量，确定交轴电流。
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