1.一种风力发电机转子侧变换器的功率控制方法，该方法基于功率控制系统以实现，所述功率控制系统包括电信号采集装置及控制单元；

所述电信号采集装置用以采集风力发电机的定子、转子及转子侧变换器的电压和/或电流信号；

所述控制单元包括转子磁链和定子磁链计算模块、定子有功功率和定子无功功率计算模块、定子有功功率和定子无功功率预测模块、代价函数约束条件判断模块、优化模块、SVPWM模块；

其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤A：对所述功率控制系统设定离散采样周期为Ts及采样时刻k，并初始化k＝0；

步骤B：所述电信号采集装置采集第k时刻的定子电流矢量信号Is(k)和转子电流矢量信号Ir(k)，经所述转子磁链和定子磁链计算模块，得到第k时刻的转子磁链矢量信号Ψr(k)和第k时刻的定子磁链矢量信号Ψs(k)；

步骤C：基于所述第k时刻的转子磁链矢量信号Ψr(k)和所述第k时刻的定子磁链矢量信号Ψs(k)，经过所述定子有功功率和定子无功功率计算模块，得到风力发电机第k时刻的定子有功功率Ps(k)和第k时刻的定子无功功率Qs(k)；

步骤D：所述电信号采集装置采集所述变换器直流侧第k时刻的直流母线电压信号Udc(k)，所述定子有功功率和定子无功功率预测模块依据所述直流母线电压信号Udc(k)生成第s1s2s3

k时刻的8个转子电压矢量参考值Ur (k)，s1s2s3 2

Ur (k)＝(2/3)(s1+s2a+s3a)Udc(k)j2π/3

其中：a＝e ，j为虚部单位；

s1＝1或0，s2＝1或0，s3＝1或0，s1s2s3代表所述变换器开关管8个不同的驱动信号状态；

s1s2s3

基于所述第k时刻的8个转子电压矢量参考值Ur (k)、所述第k时刻的定子有功功率Ps(k)、所述第k时刻的定子无功功率Qs(k)、所述第k时刻的转子磁链矢量信号Ψr(k)和所述第k时刻的定子磁链矢量信号Ψs(k)，经过所述定子有功功率和定子无功功率预测模块，得s1s2s3

到第k+1时刻的8个定子有功功率预测值Ps (k+1)和第k+1时刻的8个定子无功功率预测s1s2s3

值Qs (k+1)；

步骤E：在功率控制系统中设定风力发电机的有功功率给定指令Ps，风力发电机的无功功率给定指令Qs，有功功率代价函数约束参数CP，无功功率代价函数约束参数CQ，给定代价函数约束参数的调整参数a1和a2；

步骤F：经所述代价函数约束条件判断模块，判断并筛选出符合约束条件的转子电压矢s1s2s3

量参考值Ur (k)；

代价函数约束条件判断模块的约束判断条件为：s1s2s3 s1s2s3

如果|Ps‑Ps (k+1)|≤CP，且|Qs‑Qs (k+1)|≤CQ，则所述风力发电机第k时刻的转s1s2s3

子电压矢量参考值Ur (k)满足代价函数约束条件；

s1s2s3

当8个电压矢量参考值Ur (k)均不满足约束条件时，执行步骤G；

s1s2s3

当有1个及1个以上的电压矢量参考值Ur (k)满足约束条件时，执行步骤H；

步骤G：将CP+a1赋值给CP，将CQ+a2赋值给CQ，并返回步骤F执行；

s1s2s3

步骤H：基于所述满足约束条件的转子电压矢量参考值Ur (k)，经所述优化模块，得到最优第k+1时刻的转子电压矢量参考值Vr(k)，所述优化模块的优化方法为：如果其中的s1s2s3 s1s2s3

一个转子电压矢量参考值Ur (k)，使得两个误差值“Ps与Ps (k+1)之间误差”以及“Qss1s2s3 s1s2s3

与Qs (k+1)之间误差”之和最小，则该转子电压矢量参考值Ur (k)为最优第k+1时刻的转子电压矢量参考值Vr(k)；

步骤I：基于所述最优第k+1时刻的转子电压矢量参考值Vr(k)，经所述SVPWM模块,得到风力发电机转子侧变换器开关管第k时刻的驱动信号，进而驱动风力发电机转子侧变换器工作；

步骤J：将k+1赋值给k,等待下一采样周期,返回步骤B执行。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机转子侧变换器的功率控制方法，其特征在于：在所述步骤B中，所述转子磁链和定子磁链计算模块的计算方式为：Ψr(k)＝LrIr(k)+LmIs(k)Ψs(k)＝LsIs(k)+LmIr(k)其中：Lr为转子绕组自感；Lm为定转子互感，Ls为定子绕组自感。

3.根据权利要求2所述的一种风力发电机转子侧变换器的功率控制方法，其特征在于：在所述步骤C中，所述定子有功功率和定子无功功率计算模块的计算方式为：*

Ps(k)＝1.5ωsσLmIm{[Ψr(k)]Ψs(k)}

2 *

Qs(k)＝1.5ωsσ[Lr|Ψs(k)|‑LmRe{[Ψr(k)]Ψs(k)}]2

其中：ωs为同步旋转角频率；σ为漏磁系数，且σ＝1/[LsLr‑(Lm) ]；*为向量的共轭。

4.根据权利要求3所述的一种风力发电机转子侧变换器的功率控制方法，其特征在于：在所述步骤D中，经过所述定子有功功率和定子无功功率预测模块，得到第k+1时刻的8个定s1s2s3 s1s2s3

子有功功率预测值Ps (k+1)和第k+1时刻的8个定子无功功率预测值Qs (k+1)的计算方式为：

s1s2s3 s1s2s3 *Ps (k+1)＝Ps(k)+1.5TsωsσLm[Im{[Ur (k)] Ψs(k)}+ωgRe{Ψs(k)[Ψr*

(k)]}]，

s1s2s3 s1s2s3 * *Qs (k+1)＝Qs(k)‑1.5TsωsσLm[Re{[Ur (k)] Ψs(k)}‑ωgRe{[Ψr(k)] Ψs(k)}]，

其中，ωg为风力发电机角频率。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电机转子侧变换器的功率控制方法，其特征在于：s1s2s3

在所述步骤H中，所述优化模块的优化方法为：如果其中的一个转子电压矢量参考值Urs1s2s3 s1s2s3 s1s2s3(k)，使得|Ps‑Ps (k+1)|+|Qs‑Qs (k+1)|的值最小，则该转子电压矢量参考值Ur(k)为最优第k+1时刻的转子电压矢量参考值Vr(k)。

6.根据权利要求1所述的一种风力发电机转子侧变换器的功率控制方法，其特征在于：s1s2s3

在所述步骤H中，所述优化模块的优化方法为：如果其中的一个转子电压矢量参考值Urs1s2s3 2 s1s2s3 2(k)，使得[Ps‑Ps (k+1)] +[Qs‑Qs (k+1)] 的值最小，则该转子电压矢量参考值s1s2s3

Ur (k)为最优第k+1时刻的转子电压矢量参考值Vr(k)。

7.根据权利要求1‑6中任一项所述的一种风力发电机转子侧变换器的功率控制方法，其特征在于：在步骤E中，所述风力发电机的有功功率给定指令Ps和风力发电机的无功功率给定指令Qs为阶跃式时变函数，用以测试所述功率控制方法的稳态和动态响应。

8.一种风力发电机转子侧变换器的功率控制系统，所述功率控制系统基于如权利要求

1‑7中任一项所述的风力发电机转子侧变换器的功率控制方法以运行，其特征在于，所述功率控制系统包括电信号采集装置及控制单元：所述电信号采集装置用以采集风力发电机的定子、转子及转子侧变换器的电压和/或电流信号；

所述控制单元包括依次连接的转子磁链和定子磁链计算模块、定子有功功率和定子无功功率计算模块、定子有功功率和定子无功功率预测模块、代价函数约束条件判断模块、优化模块、SVPWM模块。

9.根据权利要求8所述的一种风力发电机转子侧变换器的功率控制系统，其特征在于：所述电信号采集装置包括，

用于采集风力发电机定子电流量的定子电流传感器；

用于采集风力发电机转子电流量的转子电流传感器；

以及，用于采集转子侧变换器电压量的直流母线电压传感器。

10.根据权利要求9所述的一种风力发电机转子侧变换器的功率控制系统，其特征在于：所述定子电流传感器、转子电流传感器为霍尔电流传感器，所述直流母线电压传感器为霍尔电压传感器。