[发明专利]双馈发电机励磁系统电压源型机电暂态建模方法和装置

说明书

本发明提供了一种双馈发电机励磁系统电压源型机电暂态建模方法和装置，该方法包括：建立双馈发电机的电压源型机电暂态模型；根据双馈发电机的电压源型机电暂态模型，确定双馈发电机与外部系统的接口方程；根据双馈发电机的电压源型机电暂态模型和双馈发电机与外部系统的接口方程，确定交流励磁控制模型；根据双馈发电机的电压源型机电暂态模型和交流励磁控制模型，确定双馈发电机励磁系统电压源型机电暂态模型。本发明对变频控制器、变频器及发电机衔接模块进行了归一化，实现发电机模型、变频控制器模型的整合，保留了电机磁链的动态过程及控制器内环的动态特性，对研究大容量双馈机组接入电网的暂态问题具有重要意义。

技术领域

本发明涉及机组暂态建模仿真技术领域，尤其涉及一种双馈发电机励磁系统电压源型机电暂态建模方法和装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

双馈机组暂态建模仿真包括电磁暂态建模、机电暂态建模两种类型。在电磁暂态建模方面，一般考虑建立双馈风电机组各部分的详细模型和电子器件的开关过程，模型具体、精确，适用于研究机组内部的电磁关系及控制策略；但在用于研究机组与电网的交互作用等方面，存在模型复杂、积分收敛性差等问题，因此需要建立简化的机电暂态模型。在机电暂态建模方面，一般将双馈发电机/变频器等效为受控电流源模型来模拟机组外特性。目前，双馈机组励磁系统电流源型机电暂态模型已广泛应用于电网稳定计算和电网方式计算中。

现有双馈型发电机励磁系统机电暂态建模方面，一般将发电机/变频器等效为受控电流源模型，这种设计理念广泛应用于国内主流仿真软件采中。现有的双馈型发电机励磁系统电流源型机电暂态模型的变频器控制模型如图2所示，变频器控制外环为有功功率和无功功率控制环，内环部分用一阶惯性环节模拟内环的动态特性。

双馈型发电机励磁系统电流源型机电暂态模型，虽然以小惯性环节模拟了控制器内环的动态特性，但是该惯性环节只是按仿真惯例所取，不能真正反映内环的PI参数，并且忽略了电机磁链的动态过程，不能有效反映机组的动态特性。因此，这种等效模型适用于小容量双馈机组外特性的拟合，但不利于大容量双馈机组(如大容量变速抽水蓄能机组)的暂态稳定分析。

因此，如何提供一种新的方案，其能够解决上述技术问题是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明实施例提供一种双馈发电机励磁系统电压源型机电暂态建模方法，保留了电机磁链的动态过程及控制器内环的动态特性，对研究大容量双馈机组接入电网的暂态问题具有重要意义，包括：

建立双馈发电机的电压源型机电暂态模型；

根据双馈发电机的电压源型机电暂态模型，确定双馈发电机与外部系统的接口方程；

根据双馈发电机的电压源型机电暂态模型和双馈发电机与外部系统的接口方程，确定交流励磁控制模型；

根据双馈发电机的电压源型机电暂态模型和交流励磁控制模型，确定双馈发电机励磁系统电压源型机电暂态模型。

本发明实施例还提供一种双馈发电机励磁系统电压源型机电暂态建模装置，包括：

双馈发电机的电压源型机电暂态模型建立模块，用于建立双馈发电机的电压源型机电暂态模型；

双馈发电机与外部系统的接口方程确定模块，用于根据双馈发电机的电压源型机电暂态模型，确定双馈发电机与外部系统的接口方程；

交流励磁控制模型确定模块，用于根据双馈发电机的电压源型机电暂态模型和双馈发电机与外部系统的接口方程，确定交流励磁控制模型；

双馈发电机励磁系统电压源型机电暂态模型确定模块，用于根据双馈发电机的电压源型机电暂态模型和交流励磁控制模型，确定双馈发电机励磁系统电压源型机电暂态模型。