国网福建省电力有限公司;国网福建省电力有限公司电力科学研究院兰金晨获国家专利权
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龙图腾网获悉国网福建省电力有限公司;国网福建省电力有限公司电力科学研究院申请的专利一种采用果蝇优化算法的双馈风机变流器参数辨识方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116345538B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310088132.3,技术领域涉及:H02J3/38;该发明授权一种采用果蝇优化算法的双馈风机变流器参数辨识方法是由兰金晨;林焱;方晓玲;陈玫珊;林锦灿;吴丹岳;许双婷;张志耿;杨嘉烨设计研发完成,并于2023-02-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种采用果蝇优化算法的双馈风机变流器参数辨识方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种采用果蝇优化算法的双馈风机变流器参数辨识方法,包括以下步骤:步骤S1:通过定子磁链的表达式,构建双馈风机机侧变流器的输出电压表达式;步骤S2:通过定子磁链与定子电压之间的关系表达式,推导得到双馈风机网侧变流器控制系统状态方程,构建双馈风机网侧变流器的输出电压表达式;步骤S3:结合果蝇优化算法的自身特点,分别构建双馈风机机侧和网侧变流器参数寻优过程中所需的目标函数;步骤S4:引入禁忌搜索机制和特赦规则,利用果蝇优化算法对目标函数中的参数进行辨识。应用本技术方案能够计算得到双馈风机的变流器控制系统的相关参数,以便进行后续双馈风机的建模分析以及电力系统中的潮流计算。
本发明授权一种采用果蝇优化算法的双馈风机变流器参数辨识方法在权利要求书中公布了:1.一种采用果蝇优化算法的双馈风机变流器参数辨识方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1:通过定子磁链的表达式,推导得到双馈风机机侧变流器控制系统状态方程,构建双馈风机机侧变流器的输出电压表达式; 步骤2:通过定子磁链与定子电压之间的关系表达式,推导得到双馈风机网侧变流器控制系统状态方程,构建双馈风机网侧变流器的输出电压表达式; 步骤3:在步骤1、2的基础上,结合果蝇优化算法的自身特点,分别构建双馈风机机侧和网侧变流器参数寻优过程中所需的目标函数; 步骤4:在步骤3的基础上,引入禁忌搜索机制和特赦规则,利用果蝇优化算法对目标函数中的参数进行辨识,实现对双馈风机变流器相关参数的辨识; 在所述步骤1中,通过定子磁链的表达式,结合转子磁链的关系式,推导得到转子磁链与转子电流的表达式,进一步考虑双馈风机机侧变流器的控制过程,推导得到机侧变流器的控制系统状态方程,进一步得到机侧变流器输出电压表达式; 机侧变流器,即转子侧变流器,采用定子磁链定向控制,定子磁链的表达式为: 式中,ψs为定子磁链,ψds、ψqs为定子磁链的d、q轴分量,uds、uqs为定子电压的d、q轴分量,ω1为同步转速; 根据进一步得: 式中,Us表示定子电压幅值; 式中,Ls、Lm分别表示定子电感、励磁电感,ids、iqs分别表示定子电流的d、q轴分量,idr、iqr分别表示转子电流的d、q轴分量; 进而得到定子电流d、q轴分量的表达式: 结合定子功率方程中得: 式中,Ps、Qs分别为双馈风机定子侧输出的有功功率、无功功率; 由于转子励磁电压能够决定转子电流,进一步推导转子励磁电压和转子电流之间的关系: 式中,udr、uqr为转子电压的d、q轴分量,为微分表达式,ωr为转子转速,Rr为转子电阻,ψdr、ψqr分别为转子磁链的d、q轴分量,Lr为转子电感; 联立上式: 机侧变流器控制系统状态方程: 式中,Ps_ref、Qs_ref分别为定子有功功率、无功功率的参考值,kp1、ki1分别为机侧变流器有功功率外环的比及例、积分系数,kp3、ki3分别为机侧变流器无功功率外环的比例、积分系数,x1、x2、x3及x4为中间状态变量,s为拉普拉斯算子; 机侧变流器输出电压表示为: 式中,kp4、ki4分别为双馈风机转子电流d轴分量的电流内环比例、积分系数,kp2、ki2分别为双馈风机转子电流q轴分量的电流内环比例、积分系数; 在所述步骤3中,选择方均根误差作为寻优过程中的目标函数,提取双馈风机机侧与网侧变流器的输出电压方程中需要辨识的参数,结合果蝇优化算法的自身特点,构建双馈风机机侧与网侧变流器参数辨识的目标函数; 在参数辨识之前,需确定一个适当的目标函数,首先结合果蝇优化算法的自身特点,将步骤1中的双馈风机的机侧变流器的输出电压表达式进行变形,得双馈风机的机侧变流器q轴输出电压的等效函数表达式为: 双馈风机的机侧变流器d轴输出电压的等效函数表达式: 式中,u'qr、u'dr、i'dr、i'qr、i'ds、i'qs为双馈风机实际运行过程中实测的输出电压与电流值; 由于选择均方根误差作为寻优过程中的目标函数,进一步构建双馈风机机侧变流器的目标函数: 式中,RMSE1表示双馈风机的机侧变流器q轴输出电压的方均根,RMSE2表示双馈风机的机侧变流器d轴输出电压的方均根; 同理,将步骤2中网侧变流器输出电压的表达式进行变形,构建网侧变流器输出电压的函数表达式,同样用方均根作为目标函数,进一步得网侧变流器的目标函数: 式中,u'dg、u'qs、i'dg、i'qg为双馈风机实际运行过程中实测的输出电压与电流值,RMSE3表示双馈风机网侧变流器d轴输出电压的方均根,RMSE4表示双馈风机网侧变流器q轴输出电压的方均根。
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