[发明专利]一种提高新能源同步电机对运行稳定性的方法及系统

权利要求书

1.一种提高新能源同步电机对运行稳定性的方法，其特征在于，包括：

将两台独立的直流励磁电源分别作为同步电机对中同步电动机SM和同步发电机SG的励磁装置；

在实际并网运行过程中，分别调节两台励磁电源的励磁电压U_fM、U_fG，从而提高新能源同步电机对的整体阻尼；

当新能源同步电机对系统的励磁电压发生变化时，会引起励磁磁链的变化，从而影响新能源同步电机对的阻尼转矩分量，通过合理的调节励磁电源的励磁电压可以达到提高新能源同步电机对整体阻尼的作用；将光伏模拟器、变频器、同步电动机SM、同步发电机SG、电网模拟器依次串联，将两台独立的直流励磁电源分别连接至同步电动机SM和同步发电机SG，组成新能源同步电机对并网实验系统；启动光伏模拟器给变频器供电，打开两台励磁电源，为同步电动机SM和同步发电机SG分别提供励磁电压U_fM、U_fG，变频器启动，带动新能源同步电机对旋转至同步速，随后并入电网模拟器；

同步电动机SM与同步发电机SG的运动方程可描述如下：

式中：p—表示微分算子；Δ—表示变化量的符号；ωM、ωG—同步电动机、同步发电机的转子角速度；ω0—转子角速度额定值；H—惯性时间常数；

T_eM、T_eG——同步电动机、同步发电机电磁转矩；

T_mM、T_mG——同步电动机、同步发电机机械转矩；

K_DM、K_DG——同步电动机、同步发电机阻尼系数；由于两台电机同轴相连，两台同步机的机械转矩相等，转子角速度相同，即可以假设TmM＝TmG＝Tm和ωM＝ωG＝ωr，因此将式(1)和式(2)中的运动方程叠加，可得到描述新能源同步电机对系统的运动方程：

同步电动机SM与同步发电机SG采用两台独立的励磁装置，因此可以分别调节各自的励磁电压U_fM、U_fG，可分别改变同步电动机与同步发电机各自的阻尼大小，使得两台励磁电源协调配合，即可使得方程(3)中同步电机对系统的阻尼系数K_DM与K_DG同时发生变化，从而提高新能源同步电机对的整体阻尼，使得系统发生频率扰动后新能源同步电机对依靠自身的励磁作用能较块地抑制振荡；

在电网模拟器侧设置扰动，模拟电网频率的波动，随后观察新能源同步电机对振荡幅度A以及稳态恢复时间t，根据A与t的大小来调节两台励磁电源的励磁电压U_fM、U_fG，直至振荡幅度A以及稳态恢复时间t达到一个最优值。

2.根据权利要求1所述提高新能源同步电机对运行稳定性的方法，其特征在于：所述提高新能源同步电机对运行稳定性的方法基于新能源同步电机对系统。

3.一种新能源同步电机系统，用于使用权利要求1或2的提高新能源同步电机对运行稳定性的方法，其特征在于：包括光伏模拟器(1)、同步电机对(3)、和电网模拟器(6)，所述同步电机对(3)分别连接光伏模拟器(1)与电网模拟器(6)，且所述电网模拟器(6)连接至录波仪(9)，并由录波仪(9)记录接收数据及反馈。