[發(fā)明專利]一種雙饋風電系統(tǒng)諧波源等效模型的建立方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010411375.2
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111507021B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設計）人: 邵振國;洪語蔚;鄭文迪;鄧宏杰;許昊鉑
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/01;G01R31/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

1.一種雙饋風電系統(tǒng)諧波源等效模型的建立方法，其特征在于，包括以下步驟：

將雙饋風電系統(tǒng)劃分為網側變換器、轉子側變換器和雙饋電機三個模塊，考慮電容濾波作用與頻率偏移作用，按照雙饋風電并網拓撲結構建立三個模塊的諧波發(fā)射機理等效模型；

從諧波發(fā)射機理等效模型的離網狀態(tài)，求開路諧波電壓，從諧波發(fā)射機理等效模型的網側短路狀態(tài)，求短路諧波電流；

計算等效電阻并以此建立諧波源等效模型；

所述網側變換器與所述轉子側變換器的諧波發(fā)射機理等效模型均為受控電壓源，控制量為直流電容電壓U_dc；

在不考慮頻率偏移時，網側變換器交流側電壓U_g與轉子側變換器交流側電壓U_r表達式如下：

網側變換器交流側電壓U_g為：

其中，

式中，M＝U₀/U_c表示調制比，U₀、U_c分別為正弦調制波和三角載波的幅值，n與m分別為調制波和三角載波的索引變量，ω_c表示三角載波的角頻率，ω₁表示基波角頻率；

轉子側變換器交流側電壓U_r為：

其中，

式中，M_r＝U_r/U_c表示調制比，n₁與m₁分別為調制波和三角載波的索引變量，ω_c表示三角載波的角頻率，ω₂表示轉子側角頻率；

當雙饋電機定轉子間發(fā)生50Hz的頻率偏移后，網側變換器交流側電壓U_gh與轉子側變換器交流側電壓U_rh表達式分別如下：

所述雙饋電機的諧波發(fā)射機理等效模型包括網側回路與轉子側回路；

所述網側回路并聯(lián)在電網電壓U₁上，回路包括串聯(lián)的網側變換器等效阻抗與網側變換器交流側電壓等效的受控電壓源；

所述轉子側回路包括串聯(lián)的轉子側變換器等效阻抗、電機定子等效阻抗、勵磁支路等效阻抗與轉子側變換器交流側電壓等效的受控電壓源；

所述從諧波發(fā)射機理等效模型的離網狀態(tài)，求開路諧波電壓具體為：令雙饋電機的發(fā)射機理等效模型中的電網電壓U₁為開路，求解出此時的開路諧波電壓；

所述開路諧波電壓U_oc的表達式為：

式中，U_gh為網側變換器交流側電壓，U_rh為轉子側變換器交流側電壓，Z_m為勵磁支路等效阻抗，Z_g為網側變換器等效阻抗，Z_s為電機定子等效阻抗，Z_r為轉子側變換器等效阻抗；

所述從諧波發(fā)射機理等效模型的網側短路狀態(tài)，求短路諧波電流具體為：令雙饋電機的發(fā)射機理等效模型中的電網電壓U₁為短路，求解出此時的短路諧波電流；

短路諧波電流包括網側短路諧波電流I_gk與轉子側諧波短路電流I_rk，表達式為：

式中，U_gh為網側變換器交流側電壓，U_rh為轉子側變換器交流側電壓，Z_g為網側變換器等效阻抗，Z_s為電機定子等效阻抗，Z_r為轉子側變換器等效阻抗；

所述計算等效電阻并建立諧波源等效模型具體為：

對于網側變換器，等效電阻為：

對于轉子側變換器，等效電阻為：

式中，U_oc為開路諧波電壓，I_gk為網側短路諧波電流，I_rk為轉子側諧波短路電流；

建立的諧波源等效模型包括網側變換器回路與轉子側變換器回路；其中網側變換器回路包括串聯(lián)的網側變換器的等效電阻R_eqg以及開路諧波電壓等效的電壓源U_oc；其中轉子側變換器回路包括串聯(lián)的轉子側變換器的等效電阻R_eqr以及開路諧波電壓等效的電壓源U_oc。