[发明专利]风电机组动态模型参数测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体地，涉及一种风电机组动态模型参数测试方法。

背景技术

目前，我国风电进入规模化发展阶段以后所产生的大型风电基地多数位于“三北地区”（西北、东北、华北），大型风电基地一般远离负荷中心，其电力需要经过长距离、高电压输送到负荷中心进行消纳。由于风资源的间歇性、随机性和波动性，导致大规模风电基地的风电出力会随之发生较大范围的波动，进一步导致输电网络充电功率的波动，给电网运行安全带来一系列问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种风电机组动态模型参数测试方法，以实现为电力系统稳定分析和电网生产调度提供准确的计算依据的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种风电机组动态模型参数测试方法，包括：

建立风速模型，从而得到模拟风速的步骤；

建立涡轮机及其控制系统模型，根据上述得到的模拟风速得出机械功率的步骤；

建立电气控制模型，所述电气控制模型依据上述的机械功率以及控制点电压、发电机和换流器模型输出端的端电压，发送有功电流控制指令和风电机组电势控制指令来控制发电机和换流器的步骤；

以及所述发电机和换流器根据上述有功电流控制指令和风电机组电势控制指令产生有功功率和无功功率的步骤。

根据本发明的优选实施例，所述风速模型中机械功率与风速的关系式为：

 

其中的P是机械功率，ρ是空气密度，Ar是转子叶片的扫风面积，Vw是风速，Cp转换效率系数，是λ和θ的函数，λ是转子叶片速度和风速的比例，θ是叶片的倾斜角；

叶片转速和涡轮转速是一个固定的比例关系Kb，则λ的计算公式为λ=Kb*ω/Vw；

转换效率系数Cp是一组曲线，其计算公式为：

其中，α、i和j是一组常数。

根据本发明的优选实施例，所述λ的取值范围为2<λ<13。 

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明的技术方案，通过建立风电机组动态模型，并通过该动态模型对风电的风速进行模拟，从而对风电发电中的各种参数进行验证，从而得出风电发电中各种参数的影响。达到为电力系统稳定分析和电网生产调度提供准确的计算依据的目的。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例所述的风电机组动态模型参数测试方法的流程图；

图2和图3为本发明实施例所述的发电机和换流器模型框图；

图4为本发明实施例所述的涡轮机及其控制系统模型框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种风电机组动态模型参数测试方法，包括：

建立风速模型，从而得到模拟风速的步骤；

建立涡轮机及其控制系统模型，根据上述得到的模拟风速得出机械功率的步骤；

建立电气控制模型，电气控制模型依据上述的机械功率以及控制点电压、发电机和换流器模型输出端的端电压，发送有功电流控制指令和风电机组电势控制指令来控制发电机和换流器的步骤；

以及发电机和换流器根据上述有功电流控制指令和风电机组电势控制指令产生有功功率和无功功率的步骤。

其中，风速模型中机械功率与风速的关系式为：

       （1）

其中的P是机械功率，ρ是空气密度（kg/m3），Ar是转子叶片的扫风面积(m2)，Vw是风速（m/s），Cp转换效率系数，是λ和θ的函数，λ是转子叶片速度和风速的比例，θ是叶片的倾斜角；

叶片转速和涡轮转速是一个固定的比例关系Kb，则λ的计算公式为λ=Kb*ω/Vw；

转换效率系数Cp是一组曲线，其计算公式为：

                        (2)

其中，α、i和j是一组常数，λ的取值范围为2<λ<13时，公式(2)能够很好拟和Cp曲线，用于稳定计算。图1中为有功电流，为风电机组电势，和分别表示有功指令和无功指令。