[發(fā)明專利]高電壓穿越能力仿真評估模型及基于其的仿真評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711192186.5
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107944142B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 褚景春;陳文超;王曉丹;焦沖;謝法;杜雯;姜德旭;藺雪峰;王千
• 申請（專利權(quán)）人: 國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 11303 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 朱麗華<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

1.一種高電壓穿越能力仿真評估模型，其特征在于，包括依次連接的風(fēng)電機(jī)組氣動模型、轉(zhuǎn)矩控制模型、變流器模型及高電壓故障發(fā)生設(shè)備模型；

所述風(fēng)電機(jī)組氣動模型，用于根據(jù)輸入的初始化評估參數(shù)計(jì)算空氣氣流輸入功率；

所述轉(zhuǎn)矩控制模型，用于根據(jù)所述空氣氣流輸入功率計(jì)算轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩；

所述高電壓故障發(fā)生設(shè)備模型，用于根據(jù)輸入的初始化評估參數(shù)模擬高電壓故障，并輸出變壓器低壓側(cè)給定電壓；

其中，所述變壓器低壓側(cè)給定電壓u_s的計(jì)算公式如下：

式中，u_s為變壓器低壓側(cè)給定電壓，也即變流器定子電壓，X₁為串聯(lián)電抗器的阻抗值，X_grid為電網(wǎng)阻抗，S_WT為風(fēng)電機(jī)組容量；

所述變流器模型，用于根據(jù)所述空氣氣流輸入功率、轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩及變壓器低壓側(cè)給定電壓，計(jì)算在高電壓故障過程中風(fēng)電機(jī)組的定子無功電流、有功功率和無功功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓穿越能力仿真評估模型，其特征在于，所述空氣氣流輸入功率P_m計(jì)算公式如下：

其中，P_m為空氣氣流輸入功率，π為圓周率，r_b為風(fēng)電機(jī)組葉片長度，v_w為風(fēng)速，ρ為空氣密度，λ為葉尖速比，即葉片頂端線速度與風(fēng)速的比值，w_b為風(fēng)電機(jī)組葉片角速度，β為葉片槳距角，c_p為風(fēng)能可利用率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓穿越能力仿真評估模型，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩T_e的計(jì)算公式如下：

式中，T_e為轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩，P_m為空氣氣流輸入功率，J_r為轉(zhuǎn)子機(jī)械慣量，k_r為轉(zhuǎn)子運(yùn)動阻尼系數(shù)，w_rm為轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓穿越能力仿真評估模型，其特征在于，所述定子無功電流i_qs的計(jì)算公式如下：

式中，i_qs為q軸定子電流，即定子無功電流，λ_qs為q軸定子磁鏈，L_S、L_M分別為定子自感和定子互感，i_qr為q軸轉(zhuǎn)子電流；

所述有功功率P_S和無功功率Q_S的計(jì)算公式如下：

式中，P_S為有功功率，Q_S為無功功率，P_m為空氣氣流輸入功率，T_e為轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩，ω_s為定子轉(zhuǎn)速，i_dr、i_qr分別為d軸和q軸轉(zhuǎn)子電流，v_ds為d軸定子電壓，L_M為定子互感。

5.一種基于如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述高電壓穿越能力仿真評估模型的高電壓穿越能力仿真評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、所述風(fēng)電機(jī)組氣動模型根據(jù)輸入的初始化評估參數(shù)，計(jì)算獲得空氣氣流輸入功率；

S2、根據(jù)獲得的空氣氣流輸入功率，通過所述轉(zhuǎn)矩控制模型計(jì)算獲得轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩；

S3、所述高電壓故障發(fā)生設(shè)備模型根據(jù)輸入的初始化評估參數(shù)模擬高電壓故障，并輸出變壓器低壓側(cè)給定電壓；

S4、所述變流器模型根據(jù)所述空氣氣流輸入功率、轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩及變壓器低壓側(cè)給定電壓，計(jì)算在高電壓故障過程中風(fēng)電機(jī)組的定子無功電流、有功功率和無功功率；

S5、根據(jù)獲得的所述變壓器低壓側(cè)給定電壓、定子無功電流、有功功率和無功功率，判斷所述風(fēng)電機(jī)組是否具備高電壓穿越能力。