[發(fā)明專利]一種雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)無(wú)功特性仿真方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811526537.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN109800455B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉可可;王偉勝;劉純;張劍云;李光輝;何國(guó)慶;金一丁;孫艷霞;何飛;李麗娜;李紅莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F113/06
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

本發(fā)明提供了一種雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)無(wú)功特性仿真方法和裝置，基于預(yù)先構(gòu)建的控制硬件在環(huán)仿真模型對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行電磁暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真；基于仿真結(jié)果確定雙饋風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)無(wú)功特性；控制硬件在環(huán)仿真模型基于雙饋電機(jī)單元和編碼器單元構(gòu)建，仿真步長(zhǎng)小，數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)小，仿真結(jié)果準(zhǔn)確性高。本發(fā)明給高速的FPGA模塊配置編碼器、雙饋電機(jī)、變流器、電網(wǎng)和采集單元，F(xiàn)PGA模塊仿真步長(zhǎng)小，足夠滿足開關(guān)頻率高達(dá)數(shù)KHz甚至幾十KHz的變流器開關(guān)器件仿真需求，給低速的CPU模塊配置顯示存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)處理單元，能夠使得整個(gè)控制硬件在環(huán)仿真模型的仿真步長(zhǎng)足夠小，滿足變流器開關(guān)元件的仿真精度要求，為雙饋風(fēng)電機(jī)組單機(jī)模型仿真與風(fēng)電場(chǎng)模型仿真奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁暫態(tài)仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)無(wú)功特性仿真方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著風(fēng)電場(chǎng)站的大規(guī)模接入，風(fēng)電已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中除同步機(jī)以外的另一類重要電源，其對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生較大的影響。面對(duì)嚴(yán)重風(fēng)電脫網(wǎng)事故的頻繁發(fā)生，世界各國(guó)制定并一直更新電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并且對(duì)并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組故障穿越能力提出了更新更高的要求。風(fēng)電機(jī)組的故障穿越不僅僅是風(fēng)機(jī)本身的問(wèn)題，還涉及到整個(gè)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，所以研究風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)特性以及它對(duì)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的影響性就變得十分重要。

因此，為了真實(shí)地反映雙饋風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)特性，需要進(jìn)行雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)特性的分析。目前雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)特性仿真一般采取如下兩種方式，方式1)離線仿真，在仿真軟件中建立風(fēng)電機(jī)組模型，控制部分用模型搭建或者代碼生成，整個(gè)模型在仿真軟件中離線運(yùn)行。方式2)控制硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真，目前的控制硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真為CPU模型仿真，即把變流器、電機(jī)、電網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集處理等部分全都放在CPU仿真器中。上述方式1)中控制部分與實(shí)際控制器不完全一致，方式2)仿真步長(zhǎng)大，數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)大，兩種方式得到的仿真結(jié)果準(zhǔn)確性低，不能真實(shí)反映風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)特性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中準(zhǔn)確性低的不足，本發(fā)明提供一種雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)無(wú)功特性仿真方法，基于預(yù)先構(gòu)建的控制硬件在環(huán)仿真模型對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行電磁暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真；基于仿真結(jié)果確定雙饋風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)無(wú)功特性；控制硬件在環(huán)仿真模型包括在FPGA模塊上設(shè)置雙饋電機(jī)單元和編碼器單元，仿真步長(zhǎng)小，數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)小，仿真結(jié)果準(zhǔn)確性高。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)無(wú)功特性仿真方法，包括：

基于預(yù)先構(gòu)建的控制硬件在環(huán)仿真模型對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行電磁暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真；

基于仿真結(jié)果確定雙饋風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)無(wú)功特性；

所述控制硬件在環(huán)仿真模型包括在FPGA模塊上設(shè)置雙饋電機(jī)單元和編碼器單元。

所述控制硬件在環(huán)仿真模型的構(gòu)建，包括：

分別設(shè)置FPGA模塊和CPU模塊；

基于所述FPGA模塊配置編碼器單元、雙饋電機(jī)單元、變流器單元、電網(wǎng)單元和采集單元；

基于所述CPU模塊，配置顯示存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)處理單元；

將雙饋電機(jī)單元的定子和轉(zhuǎn)子分別與電網(wǎng)單元和編碼器單元連接，將雙饋電機(jī)單元的轉(zhuǎn)子通過(guò)變流器單元與電網(wǎng)單元連接，并將雙饋電機(jī)單元、變流器單元和電網(wǎng)單元分別與測(cè)量單元連接；

將測(cè)量單元通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元與顯示存儲(chǔ)單元連接。

所述基于預(yù)先構(gòu)建的控制硬件在環(huán)仿真模型對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行電磁暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真，包括：

基于所述控制硬件在環(huán)仿真模型，在電網(wǎng)電壓跌落過(guò)程中對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行電磁暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真，得到第一仿真結(jié)果；