[發(fā)明專利]雙饋變速恒頻風電機組系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210533440.4
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103034761A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 馮煜堯;楊增輝;郭強
• 申請（專利權）人: 上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權代理事務所 31230
• 代理人: 張民華

1.一種雙饋變速恒頻風電機組系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法，所述的風電機組包括由風力機模型、軸系模型和槳距控制系統(tǒng)構成的原動機模型，由感應發(fā)電機模型和轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器控制保護系統(tǒng)構成的雙饋風電機組模型，以及電網(wǎng)側(cè)變頻器控制系統(tǒng)，所述機電暫態(tài)仿真方法包括以下步驟：

S100）建立風力機模型，根據(jù)風速、風能轉(zhuǎn)換效率與葉尖速比和葉片漿距角的關系，模擬風力機吸收的風功率；

S200）使用發(fā)電機質(zhì)塊和風力機質(zhì)塊組成的兩質(zhì)量塊軸系結構，建立風機軸系模型，模擬風力機機械轉(zhuǎn)矩與發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩的能量傳遞關系；

S300）建立槳距控制系統(tǒng)模型，使用槳距角控制仿真進行風電機組功率的尋優(yōu)，尋求在給定風速下使風電機組輸出功率的最大值；模擬風速超出額定風速時槳距控制系統(tǒng)的過載保護功能；

S400）根據(jù)雙饋感應電機的方程和磁鏈方程構建雙饋異步感應電機的T型等效電路，建立DFIG電氣仿真模型；

S500）根據(jù)DFIG電氣仿真模型雙饋感應發(fā)電機定子的瞬時電磁功率方程、轉(zhuǎn)子電流與定子電流的關系和轉(zhuǎn)子電壓方程，建立電網(wǎng)側(cè)變頻器和轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器控制器模型；

S600）使用以上步驟建立的風電機組仿真模型，建立雙饋風機單機無窮大系統(tǒng)模型；

S700）設置風電機組仿真模型的初始運行工況，設置毫秒級別的仿真步長，進入風電機組系統(tǒng)的機電暫態(tài)仿真運行狀態(tài)；

S720）對所述的風力機模型分別施加風速負階躍和風速正階躍信號，進行風速階躍的機電暫態(tài)仿真，分析風電機組的有功出力、轉(zhuǎn)速、風功率、風能利用效率以及槳距角的響應，建立的雙饋風機詳細模型面對風速變化的動態(tài)響應特性，驗證最大風能追蹤的有效性；

S740）對所述的雙饋風機單機無窮大系統(tǒng)模型施加無功功率階躍信號，進行無功階躍的機電暫態(tài)仿真，分析風電機組的機端電壓、有功出力、無功出力以及轉(zhuǎn)速的變化，建立的雙饋風機詳細模型面對外部電網(wǎng)無功負荷變化的動態(tài)響應特性，驗證雙饋風機矢量控制中無功控制環(huán)節(jié)的動態(tài)特性；

S760）對所述的雙饋風機單機無窮大系統(tǒng)模型分別模擬外部電網(wǎng)三相對稱故障和非對稱故障，對有、無低電壓穿越功能的雙饋異步風機進行故障狀態(tài)的機電暫態(tài)仿真，分析風電機組的機端電壓、有功、無功、定子電流、轉(zhuǎn)子電流波形，比較有、無低電壓穿越功能的雙饋異步風機在電網(wǎng)故障下的動態(tài)響應，驗證雙饋風機故障保護的動態(tài)特性。

2.根據(jù)權利要求1所述的雙饋變速恒頻風電機組系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法，其特征在于所述的DFIG模塊使用可投切Crowbar裝置實現(xiàn)低電壓穿越功能，當外界故障使轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器檢測到轉(zhuǎn)子過電流，或者變頻器直流母線過電壓時，Crowbar裝置中的開關元件IGBT導通，Crowbar投入工作旁路轉(zhuǎn)子過流，同時轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器觸發(fā)信號閉鎖，雙饋機轉(zhuǎn)子繞組直接經(jīng)串聯(lián)電阻Rc短路。