[發明專利]一種直驅風電機組通用電磁暫態建模方法

有效

• 申請號: 202110297032.2
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN112910006B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 李衛星;齊金玲;劉新元;晁璞璞;徐式蘊;鄭惠萍;雷達;張一帆;薄利明
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;國網山西省電力公司電力科學研究院;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

1.一種直驅風電機組通用電磁暫態建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：對多個直驅風電機組進行低電壓穿越測試，得到在不同電壓跌落情況下多個直驅風電機組的電壓、電流、有功功率和無功功率響應，根據電壓、電流、有功功率和無功功率的響應，得到直驅風電機組故障穿越全過程的通用電磁暫態響應曲線；

步驟2：根據步驟1得到的直驅風電機組故障穿越全過程的通用電磁暫態響應曲線，解析有功功率和無功功率在故障穿越全過程的動態行為，并對有功功率和無功功率在故障穿越全過程的動態行為進行描述；

所述有功功率在故障穿越全過程的動態行為的描述如下：

式中，P_normal代表正常工作狀態的有功功率，所對應的時間范圍為[～,t₁]和[t₇,～]，P_fault代表故障持續期間的有功功率，所對應的時間范圍為[t₁,t₃]，P_re代表故障恢復過程的有功功率，所對應的時間范圍分別為[t₃,t₇]，t代表當前仿真運行時間；u_g代表直驅風電機組端口電壓，i_{P_normal}代表正常工作狀態下電流有功分量，i_{P_fault}代表故障持續期間電流有功分量，I_max代表最大電流，i_{Q_fault}代表故障持續期間電流無功分量；P(t₃)代表t₃時刻的有功功率，P(t₄)代表t₄時刻的有功功率，r_P代表故障清除后有功功率的恢復速率，P₀代表故障前的穩態有功功率；

無功功率在故障穿越全過程的動態行為的描述如下：

式中，Q_normal代表正常工作狀態的無功功率，所對應的時間范圍為[～,t₁]和[t₆,～]，Q_fault代表故障持續期間的無功功率，所對應的時間范圍為[t₁,t₃]，Q_re代表故障恢復過程的無功功率，所對應的時間范圍分別為[t₃,t₆]；i_{Q_normal}為正常工作狀態下電流無功分量，i_{Q_fault}為故障持續期間電流無功分量，i_{lim_Q}代表故障期間電流無功分量的限值，k為無功功率支撐系數，根據并網標準k≥1.5，u_set代表設定的電壓閾值，為常數，根據并網標準u_set為0.9p.u.，I_n代表額定電流，i_Q0代表故障前的穩態電流無功分量；Q(t₃)代表t₃時刻的無功功率，Q(t₅)代表t₅時刻的無功功率，r_Q代表故障清除后無功功率的恢復速率，Q₀代表故障前的穩態無功功率；

步驟3：根據步驟2得到的有功功率和無功功率在故障穿越全過程的動態行為公式解析出電流有功分量的參考值和電流無功分量的參考值，將得到的參考值輸入到直驅風電機組通用電磁暫態仿真模型的網側變流器的電流控制器中，利用網側變流器的電流控制器的跟蹤作用，自動調節直驅風電機組通用電磁暫態仿真模型的動態行為；

步驟4：采用分步辨識對直驅風電機組的故障穿越控制參數和網側變流器參數進行辨識。

2.根據權利要求1所述的一種直驅風電機組通用電磁暫態建模方法，其特征在于，步驟1中所述的故障穿越全過程包括故障發生前的穩態階段，故障持續階段，故障清除至有功功率和無功功率均恢復至穩態值的恢復階段以及恢復階段完成后的穩態階段；得到直驅風電機組在故障穿越全過程的通用電磁暫態響應曲線包括電壓、瞬時有功功率和瞬時無功功率的響應曲線。