[发明专利]一种双馈式风力发电机组机电暂态模型的建模方法

摘要

本发明提供一种双馈式风力发电机组机电暂态模型的建模方法，从实际的物理装置出发，通过合理的假设，对双馈式风力发电机组的电磁暂态模型进行了简化，同时考虑了变频器直流电压的动态过程和低电压穿越特性。仿真结果表明，该模型仿真曲线和双馈式风电机组低电压穿越实测曲线一致，结果准确、可靠，用于分析大规模双馈式风电机组风电场接入对电力系统暂态稳定性的影响。

主权项

一种双馈式风力发电机组机电暂态模型的建模方法，其特征在于：所述建模方法包括以下步骤：步骤1：构建风力发电机组风力机模型；步骤2：构建风力发电机组转子模型；步骤3：构建风力发电机组机侧变流器控制模型；步骤4：构建风力发电机组网侧变流器控制模型；步骤5：构建风力发电机组低电压穿越控制模型；所述步骤5中的风力发电机组低电压穿越控制模型检测风力发电机组是否进入低电压穿越状态，为变流器电流控制模型提供控制信号；风力发电机组低电压穿越控制模型输入信号是机端A、B、C三相电压幅值，输出信号是tm1、tm2、tm3；控制策略如下：tm1＝1表示风力发电机组处在低电压阶段；机端任一相电压均低于低电压穿越保护启动阈值Vlvpt；在低电压阶段变流器采取有功电流控制；tm2＝1表示风力发电机组处在机端电压恢复后的短暂时间段，变流器恢复有功功率；tm3＝1表示风力发电机组处在有功恢复的阶段；变流器恢复有功功率的送出，同时限制功率的恢复速度；所述步骤2中，风力发电机组内部的绕线式异步发电机的定子和转子三相绕组分别接到两个独立的三相对称电源，转子电源电压的幅值、频率和相位按运行要求分别进行调节；1)考虑定子绕组暂态过程的情况下，绕线式异步发电机的机电暂态方程如下：vqs=-dψqsdt+ψds-Rsiqsvds=-dψdsdt-ψqs-Rsidsvqr=-dψqrdt+sψdr-Rriqrvdr=-dψdrdt-sψqr-Rridr]]>ψqs=(xm+xs)iqs+xmiqrψds=(xm+xs)ids+xmidrψqr=(xm+xr)iqr+xmiqsψdr=(xm+xr)idr+xmids]]>2)不考虑定子绕组暂态过程的情况下，绕线式异步发电机的机电暂态方程如下：vqs=ψds-Rsiqsvds=-ψqs-Rsidsvqr=-dψqrdt+sψdr-Rriqrvdr=-dψdrdt-sψqr-Rridr]]>ψqs=(xm+xs)iqs+xmiqrψds=(xm+xs)ids+xmidrψqr=(xm+xr)iqr+xmiqsψdr=(xm+xr)idr+xmids]]>其中，vqs、ψqs和iqs分别为q轴定子的电压、磁链和电流，vds、ψds和ids分别为d轴定子的电压、磁链和电流；vqr、ψqr和iqr分别为q轴转子的电压、磁链和电流，vdr、ψdr和idr分别为d轴转子的电压、磁链和电流；Rs和Rr分别为定子电阻和转子电阻，s为转子滑差；xm和xs分别为励磁电抗和定子电抗。