[發明專利]雙饋發電機勵磁系統電壓源型機電暫態建模方法和裝置

有效

• 申請號: 202110200718.5
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN113014171B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 謝歡;李善穎;劉麗麗;吳濤;梁浩;李長宇;譚麒邦;曹天植;黃天嘯;嚴乙桉;劉瑛琳;辛光明;羅婧;郝婧;王炳輝;檀政;徐鵬;陳瑞;史揚
• 申請（專利權）人: 國網冀北電力有限公司電力科學研究院;華北電力科學研究院有限責任公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02P21/26
• 分類號: H02P21/26;H02P21/28;H02P21/22;H02P9/30
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 薛平;周曉飛

本發明提供了一種雙饋發電機勵磁系統電壓源型機電暫態建模方法和裝置，該方法包括：建立雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型；根據雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型，確定雙饋發電機與外部系統的接口方程；根據雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型和雙饋發電機與外部系統的接口方程，確定交流勵磁控制模型；根據雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型和交流勵磁控制模型，確定雙饋發電機勵磁系統電壓源型機電暫態模型。本發明對變頻控制器、變頻器及發電機銜接模塊進行了歸一化，實現發電機模型、變頻控制器模型的整合，保留了電機磁鏈的動態過程及控制器內環的動態特性，對研究大容量雙饋機組接入電網的暫態問題具有重要意義。

技術領域

本發明涉及機組暫態建模仿真技術領域，尤其涉及一種雙饋發電機勵磁系統電壓源型機電暫態建模方法和裝置。

背景技術

本部分旨在為權利要求書中陳述的本發明的實施方式提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。

雙饋機組暫態建模仿真包括電磁暫態建模、機電暫態建模兩種類型。在電磁暫態建模方面，一般考慮建立雙饋風電機組各部分的詳細模型和電子器件的開關過程，模型具體、精確，適用于研究機組內部的電磁關系及控制策略；但在用于研究機組與電網的交互作用等方面，存在模型復雜、積分收斂性差等問題，因此需要建立簡化的機電暫態模型。在機電暫態建模方面，一般將雙饋發電機/變頻器等效為受控電流源模型來模擬機組外特性。目前，雙饋機組勵磁系統電流源型機電暫態模型已廣泛應用于電網穩定計算和電網方式計算中。

現有雙饋型發電機勵磁系統機電暫態建模方面，一般將發電機/變頻器等效為受控電流源模型，這種設計理念廣泛應用于國內主流仿真軟件采中。現有的雙饋型發電機勵磁系統電流源型機電暫態模型的變頻器控制模型如圖2所示，變頻器控制外環為有功功率和無功功率控制環，內環部分用一階慣性環節模擬內環的動態特性。

雙饋型發電機勵磁系統電流源型機電暫態模型，雖然以小慣性環節模擬了控制器內環的動態特性，但是該慣性環節只是按仿真慣例所取，不能真正反映內環的PI參數，并且忽略了電機磁鏈的動態過程，不能有效反映機組的動態特性。因此，這種等效模型適用于小容量雙饋機組外特性的擬合，但不利于大容量雙饋機組(如大容量變速抽水蓄能機組)的暫態穩定分析。

因此，如何提供一種新的方案，其能夠解決上述技術問題是本領域亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明實施例提供一種雙饋發電機勵磁系統電壓源型機電暫態建模方法，保留了電機磁鏈的動態過程及控制器內環的動態特性，對研究大容量雙饋機組接入電網的暫態問題具有重要意義，包括：

建立雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型；

根據雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型，確定雙饋發電機與外部系統的接口方程；

根據雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型和雙饋發電機與外部系統的接口方程，確定交流勵磁控制模型；

根據雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型和交流勵磁控制模型，確定雙饋發電機勵磁系統電壓源型機電暫態模型。

本發明實施例還提供一種雙饋發電機勵磁系統電壓源型機電暫態建模裝置，包括：

雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型建立模塊，用于建立雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型；

雙饋發電機與外部系統的接口方程確定模塊，用于根據雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型，確定雙饋發電機與外部系統的接口方程；

交流勵磁控制模型確定模塊，用于根據雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型和雙饋發電機與外部系統的接口方程，確定交流勵磁控制模型；

雙饋發電機勵磁系統電壓源型機電暫態模型確定模塊，用于根據雙饋發電機的電壓源型機電暫態模型和交流勵磁控制模型，確定雙饋發電機勵磁系統電壓源型機電暫態模型。