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公开(公告)号：CN114448306B
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202210081544.X
申请日：2022-01-24
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种恒流源励磁的变速恒频水力发电系统及其应用方法，本发明的变速恒频水力发电系统包括励磁单元、水轮机、恒流源电励磁发电机、双PWM变频器及控制单元，水轮机与恒流源电励磁发电机同轴连接，励磁单元包括恒流源和励磁功率单元，恒流源的输出端与励磁功率单元相连，励磁功率单元与恒流源电励磁发电机相连，恒流源电励磁发电机的输出端与双PWM变频器相连。本发明能够在水轮机工作条件发生变化时通过改变水轮恒流源电励磁发电机的运行转速实现最大水轮捕获，变转速所带的频率不稳定交给变频器去完成使得频率恒定，从而跟踪水轮机最大工作效率，提高水轮机输出功率，改善水轮机在不同工况下工作效率、提高水轮机水能捕获能力。
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公开(公告)号：CN116436353B
公开(公告)日：2025-04-22
申请号：CN202310462953.9
申请日：2023-04-26
Applicant: 湖南大学
IPC: H02P9/00 , H02P9/02 , H02P21/00 , H02P21/18 , H02P21/13 , H02P21/22 , H02P21/24 , H02J3/38 , H02P101/10 , H02P103/20
Abstract: 本发明公开一种永磁水力发电机的位置传感器故障诊断及容错控制方法，包括：获取发电机转子位置和转速的检测值；根据实测的电压电流值，结合预先构建的PMSG位置观测器，得到发电机转子位置和转速的观测值；根据所述发电机转子位置和转速的观测值、发电机转子位置和转速的检测值，进行位置传感器故障诊断；在诊断出位置传感器故障时，基于所述发电机转子位置和转速的观测值，进行容错控制。本发明采用基于表贴式永磁同步发电机反电动势模型位置观测的故障诊断方法，由传感器的检测值与观测器的观测值得到的残差与阈值进行比较完成对驱动系统的故障诊断，且通过位置观测器得到的估计值，可以实现在传感器故障之后的容错控制，具有较大的工程实用价值。
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公开(公告)号：CN114865712A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210416271.X
申请日：2022-04-20
Applicant: 湖南大学
IPC: H02J3/46 , H02J3/40 , H02J3/42 , H02J3/50 , H02P9/00 , H02P9/04 , H02P21/00 , F03B3/18 , F03B11/00 , F03B15/16 , H02P101/10 , H02P103/20
Abstract: 本发明公开了一种水力发电机组最高效率运行的实现方法及系统，本发明水力发电机组最高效率运行的实现方法包括：根据网侧需求功率P以及工作水头H执行水轮机最高效率跟踪，规划最优导叶开度参考值α0和最优转速noptimal；根据最优转速noptimal进行最优转速跟踪控制；根据最优导叶开度参考值α0和当前导叶开度α实现对水轮机的导叶开度α的控制，通过以上步骤使水轮机输出功率Ptur适应电网负荷的变化，而且水轮机运行效率最优。本发明可在水轮机工作条件发生变化时，通过改变水轮发电机的运行转速及水轮机的导叶开度，从而跟踪水轮机最大工作效率，从而能够改善水轮机在不同工况下工作效率，提高水轮机水能捕获能力。
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公开(公告)号：CN113623126A
公开(公告)日：2021-11-09
申请号：CN202110699171.8
申请日：2021-06-23
Applicant: 湖南大学
IPC: F03B15/00 , H02P21/00 , H02P21/14 , G06N3/08 , H02P101/10 , H02P103/20
Abstract: 本发明公开了一种基于模糊控制的直驱永磁水力发电系统控制方法、系统、终端及可读存储介质，所述控制方法针对水轮机在常规的最大功率跟踪控制过程存在：追踪速度慢和稳态精度低，追踪过程中容易损失大量的能量使其效率降低的问题，使用水轮机综合特性曲线提取功率P、转速n、流量Q数据，将功率P、转速n、流量Q数据进行BP神经网络的训练，得到神经网络离线模型。利用神经网络离线模型进行初始转速评估，再用模糊控制MPPT进行最大功率的跟踪，实现了神经网络与模糊控制器的结合，另外还考虑到了流量Q变化的影响，快速的追踪到新的最大功率点，减少了功率的损耗和能源的浪费，提高了水轮机的效率。
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公开(公告)号：CN114448306A
公开(公告)日：2022-05-06
申请号：CN202210081544.X
申请日：2022-01-24
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种恒流源励磁的变速恒频水力发电系统及其应用方法，本发明的变速恒频水力发电系统包括励磁单元、水轮机、恒流源电励磁发电机、双PWM变频器及控制单元，水轮机与恒流源电励磁发电机同轴连接，励磁单元包括恒流源和励磁功率单元，恒流源的输出端与励磁功率单元相连，励磁功率单元与恒流源电励磁发电机相连，恒流源电励磁发电机的输出端与双PWM变频器相连。本发明能够在水轮机工作条件发生变化时通过改变水轮恒流源电励磁发电机的运行转速实现最大水轮捕获，变转速所带的频率不稳定交给变频器去完成使得频率恒定，从而跟踪水轮机最大工作效率，提高水轮机输出功率，改善水轮机在不同工况下工作效率、提高水轮机水能捕获能力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116436353A
公开(公告)日：2023-07-14
申请号：CN202310462953.9
申请日：2023-04-26
Applicant: 湖南大学
IPC: H02P9/00 , H02P9/02 , H02P21/00 , H02P21/18 , H02P21/13 , H02P21/22 , H02P21/24 , H02J3/38 , H02P101/10 , H02P103/20
Abstract: 本发明公开一种永磁水力发电机的位置传感器故障诊断及容错控制方法，包括：获取发电机转子位置和转速的检测值；根据实测的电压电流值，结合预先构建的PMSG位置观测器，得到发电机转子位置和转速的观测值；根据所述发电机转子位置和转速的观测值、发电机转子位置和转速的检测值，进行位置传感器故障诊断；在诊断出位置传感器故障时，基于所述发电机转子位置和转速的观测值，进行容错控制。本发明采用基于表贴式永磁同步发电机反电动势模型位置观测的故障诊断方法，由传感器的检测值与观测器的观测值得到的残差与阈值进行比较完成对驱动系统的故障诊断，且通过位置观测器得到的估计值，可以实现在传感器故障之后的容错控制，具有较大的工程实用价值。
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公开(公告)号：CN113623126B
公开(公告)日：2022-12-06
申请号：CN202110699171.8
申请日：2021-06-23
Applicant: 湖南大学
IPC: F03B15/00 , H02P21/00 , H02P21/14 , G06N3/08 , H02P101/10 , H02P103/20
Abstract: 本发明公开了一种基于模糊控制的直驱永磁水力发电系统控制方法、系统、终端及可读存储介质，所述控制方法针对水轮机在常规的最大功率跟踪控制过程存在：追踪速度慢和稳态精度低，追踪过程中容易损失大量的能量使其效率降低的问题，使用水轮机综合特性曲线提取功率P、转速n、流量Q数据，将功率P、转速n、流量Q数据进行BP神经网络的训练，得到神经网络离线模型。利用神经网络离线模型进行初始转速评估，再用模糊控制MPPT进行最大功率的跟踪，实现了神经网络与模糊控制器的结合，另外还考虑到了流量Q变化的影响，快速的追踪到新的最大功率点，减少了功率的损耗和能源的浪费，提高了水轮机的效率。
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公开(公告)号：CN119093787A
公开(公告)日：2024-12-06
申请号：CN202411263851.5
申请日：2024-09-10
Applicant: 湖南大学
IPC: H02P9/00 , H02P9/04 , H02P9/48 , H02P21/00 , H02J3/38 , H02J3/46 , H02J3/24 , H02J3/00 , H02P101/10 , H02P103/20
Abstract: 本发明公开一种基于模糊控制扰动观察法的变频水力发电方法及系统，方法包括：获取水力发电机当前时刻的转速、输出功率及前一时刻的输出功率；根据水力发电机当前时刻的输出功率及前一时刻的输出功率，计算输出功率变化量及输出功率变化率；将所述输出功率变化量及输出功率变化率进行模糊化；结合水力发电中转速与功率的变化关系，根据模糊推理得到输出功率的隶属度，反模糊化后得到转速的输出步长。本发明通过基于模糊控制的改进扰动观察法，可以快速收敛水电站的暂态能量波动，实现最大功率跟踪，进而实现对同步发电机转速的控制。
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公开(公告)号：CN114865712B
公开(公告)日：2024-10-11
申请号：CN202210416271.X
申请日：2022-04-20
Applicant: 湖南大学
IPC: H02J3/46 , H02J3/40 , H02J3/42 , H02J3/50 , H02P9/00 , H02P9/04 , H02P21/00 , F03B3/18 , F03B11/00 , F03B15/16 , H02P101/10 , H02P103/20
Abstract: 本发明公开了一种水力发电机组最高效率运行的实现方法及系统，本发明水力发电机组最高效率运行的实现方法包括：根据网侧需求功率P以及工作水头H执行水轮机最高效率跟踪，规划最优导叶开度参考值α0和最优转速noptimal；根据最优转速noptimal进行最优转速跟踪控制；根据最优导叶开度参考值α0和当前导叶开度α实现对水轮机的导叶开度α的控制，通过以上步骤使水轮机输出功率Ptur适应电网负荷的变化，而且水轮机运行效率最优。本发明可在水轮机工作条件发生变化时，通过改变水轮发电机的运行转速及水轮机的导叶开度，从而跟踪水轮机最大工作效率，从而能够改善水轮机在不同工况下工作效率，提高水轮机水能捕获能力。
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公开(公告)号：CN117728729A
公开(公告)日：2024-03-19
申请号：CN202310765489.0
申请日：2023-06-27
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开一种基于模糊算法补偿的PMSM的模型预测电流控制方法及系统。本发明先建立永磁同步电机在两相同步旋转坐标系下的数学模型；接着以转速控制误差和转速控制误差变化率为输入，预测电流补偿为输出，根据三角隶属度函数构造模糊控制器；再将模糊控制器的输出输入到模型预测电流控制器给d、q轴电流增加补偿以消除模型预测电流的静态误差并构造永磁同步电机的电流控制规律；最后通过模型预测电流控制器计算对电压矢量进行筛选，将筛选后的开关矢量代入价值函数形成下一时刻逆变器的开关控制信号。本发明考虑了模型预测电流控制的模型失配问题，解决了运行状态和模型参数不匹配的问题，具有较低的转矩脉动、较好的抗干扰能力、较优的动态性能。
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