[發(fā)明專利]一種永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)電磁暫態(tài)仿真的初始化方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910455554.3
• 申請(qǐng)日: 2019-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN110165703B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅永志;來文青;唐健;王艷輝;董曉亮;田旭;謝小榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司;國家電網(wǎng)公司華北分部;國家電網(wǎng)公司;中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發(fā)明公開一種永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)電磁暫態(tài)仿真的初始化方法及系統(tǒng)。方法包括：獲取設(shè)定的永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的有功功率、無功功率和機(jī)端電壓；計(jì)算永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的理論參數(shù)；將理論參數(shù)作為信號(hào)選擇器第一階段的輸入，得到網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器雙閉環(huán)控制的積分輸出，完成第一初始化階段；獲取永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的控制環(huán)輸出參數(shù)，計(jì)算網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器的dq軸輸出電壓；將控制環(huán)輸出參數(shù)、網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器的dq軸輸出電壓作為信號(hào)選擇器第二階段的輸入，得到網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器雙閉環(huán)控制中的積分輸出，完成第二初始化階段。本發(fā)明可以使永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)直接運(yùn)行于給定的穩(wěn)定狀態(tài)，減少初始化過程消耗的仿真時(shí)間和存儲(chǔ)空間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)電磁暫態(tài)仿真領(lǐng)域，特別是涉及一種永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)電磁暫態(tài)仿真的初始化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電磁暫態(tài)仿真的優(yōu)點(diǎn)在于仿真步長小(通常在微秒級(jí))，可以對(duì)建立的模型進(jìn)行精細(xì)化的仿真，因而在永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的相關(guān)研究中得到廣泛的應(yīng)用。在電磁暫態(tài)仿真開始的時(shí)刻，各個(gè)電路元件的電壓、電流以及功率全部為零，并且控制策略中具有累計(jì)功能的環(huán)節(jié)(比如積分環(huán)節(jié))均為零。而仿真穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，各個(gè)電路元件的電壓、電流以及功率，控制策略中的積分環(huán)節(jié)應(yīng)該達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值。從仿真開始到達(dá)到穩(wěn)定值的過程可以稱為模型的初始化過程。

電磁暫態(tài)仿真都需要對(duì)模型進(jìn)行初始化。現(xiàn)有的初始化方法都是通過電磁暫態(tài)仿真本身，由于永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)電路及控制策略的約束，經(jīng)過一段較長的仿真時(shí)間后，達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。這種初始化方法主要有以下缺點(diǎn)：1)模型的初始化需要消耗大量的仿真時(shí)間以及存儲(chǔ)空間；2)較大的模型可能無法穩(wěn)定運(yùn)行到潮流計(jì)算給出的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)，也就是說，無法使穩(wěn)態(tài)時(shí)仿真模型輸出的有功功率、無功功率以及機(jī)端電壓與潮流計(jì)算得到的有功功率、無功功率以及機(jī)端電壓相同；3)對(duì)于包含多個(gè)永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的復(fù)雜仿真模型，多個(gè)永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)同時(shí)初始化，可能會(huì)出現(xiàn)仿真發(fā)散及跑飛的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)電磁暫態(tài)仿真的初始化方法及系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)定的永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)有功功率、無功功率以及機(jī)端電壓，反推出永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)各個(gè)部分的電壓、電流以及控制策略中積分環(huán)節(jié)的輸出，使得永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)能夠直接運(yùn)行于給定的穩(wěn)定狀態(tài)，減少因永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)初始化過程而消耗的仿真時(shí)間和存儲(chǔ)空間，避免出現(xiàn)模型直接跑飛的情況。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)電磁暫態(tài)仿真的初始化方法，包括：

獲取設(shè)定的永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的有功功率、無功功率和機(jī)端電壓；

根據(jù)所述設(shè)定的永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的有功功率、無功功率和機(jī)端電壓，得到所述永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的理論參數(shù)；所述理論參數(shù)包括網(wǎng)側(cè)變流器的dq軸電流、網(wǎng)側(cè)變流器的dq軸電壓、機(jī)側(cè)變流器的dq軸電壓和所述永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的定子的dq軸電流；

將得到的理論參數(shù)作為永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)電磁暫態(tài)仿真模型中信號(hào)選擇器第一階段的輸入，得到網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器雙閉環(huán)控制中的積分輸出，完成第一初始化階段；

獲取所述永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的控制環(huán)輸出參數(shù)，所述控制環(huán)輸出參數(shù)包括網(wǎng)側(cè)變流器的dq軸外環(huán)生成的參考電流和機(jī)側(cè)變流器的dq軸外環(huán)生成的參考電流；

根據(jù)所述控制環(huán)輸出參數(shù)，得到所述網(wǎng)側(cè)變流器的dq軸輸出電壓和所述機(jī)側(cè)變流器的dq軸輸出電壓；

將所述控制環(huán)輸出參數(shù)、所述網(wǎng)側(cè)變流器的dq軸輸出電壓和所述機(jī)側(cè)變流器的dq軸輸出電壓作為所述永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)電磁暫態(tài)仿真模型中信號(hào)選擇器第二階段的輸入，得到網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器雙閉環(huán)控制中的積分輸出，完成第二初始化階段；所述第二初始化階段在所述第一初始化階段之后執(zhí)行。

可選的，所述根據(jù)所述設(shè)定的永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的有功功率、無功功率和機(jī)端電壓，得到所述永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的理論參數(shù)，具體包括：