[发明专利]一种基于可控电流源的机电暂态简化模型建立方法

权利要求书

1.一种基于可控电流源的机电暂态简化模型建立方法，其特征在于，

所述方法将直驱风电机组通用模型中发电机-变流器模型等值为代数运算 的可控电流源，模拟永磁直驱风电机组的输出特性，通过在PSCAD仿真环境下 搭建模型；所述模型包括发电机/变流器模型、电气控制模型和风力机及桨距控 制模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于可控电流源的机电暂态简化模型建立方法， 其特征在于，所述发电机/变流器模型将PMSG七阶非线性动态模型等效为二阶 可控电流源，使发电机—变流器模型大大简化，由于变流器的电气控制响应速 度快，等值了励磁系统动态特性；发电机模型从系统中读取母线电压V_term，根据 电气控制部分提供的控制变量，包括控制无功的励磁电压指令E"_qcmd和控制有功 的电流指令I_pcmd，计算注入并网点的电流I；

所述有功电流指令I_pcmd经过一阶惯性环节1(1+0.02s)得到受控电流源电流有 功电流分量I_p，有功电流分量与机端电压V_term相乘得到有功功率P，励磁电压E″_qcmd经过一阶惯性环节1(1+0.02s)再根据无功计算公式(E"_q-V_term)V_term/X"得到无功功率 Q，根据复电流计算公式I＝((P+jQ)/V_term)^*，得到注入系统的可控电流源I；上述 式中，x"是发电机等效次暂态电抗；E″_q为机端电动势；S为秒。

3.根据权利要求1所述的一种基于可控电流源的机电暂态简化模型建立方 法，其特征在于，所述电气控制模型模拟了风力发电机输出功率控制部分，包 括有功控制和无功控制两个环节，控制器监测发电机无功功率Q_gen和端电压V_term， 计算励磁电压E″_qcmd和有功电流指令I_pcmd；为了调节为Q_gen给定值，对V_term进行闭 环控制，得到Q_cmd，与Q_gen形成闭环负反馈控制，经过一级积分加上限幅环节， 与V_term形成负反馈控制，最后经过第二个积分外加限幅环节，得到E″_qcmd，有功电 流命令I_pcmd由风力机模型输出的P_ord除以发电机端电压V_term得到。

4.根据权利要求1所述的一种基于可控电流源的机电暂态简化模型建立方 法，其特征在于，所述风力机模型包括桨距角控制及转矩控制，最大风能追踪 (MPPT)得到发电机转速指令，经过惯性环节，与发电机转速作差，转速偏差 经过转矩控制(PI)，而后乘以发电机转速，经过惯性环节计算生成有功指令， 转速偏差还参与桨距角控制，经过PI，和转矩角补偿相加，得到桨距角。