[發明專利]基于數字孿生模擬的DFIG風電場次同步振蕩抑制方法

有效

• 申請號: 202110349423.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113193589B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 王立國;陳建華;劉涵宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02J3/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李智慧

1.一種基于數字孿生模擬的DFIG風電場次同步振蕩抑制方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

步驟一：建立風電場風機并網拓撲；

步驟二：明確實測參數與辨識參數，并對風電場單臺DFIG進行24小時實時監測，得到實測數據隨時間變化的曲線，其中：實測參數包括風機定子電壓u_s、風機定子電流i_s、風機轉子電壓u_r、風機轉子電流i_r、風機同步角速度ω_s、風機轉子角速度ω_r、風機電磁轉矩T_e，辨識參數包括風機定子電阻R_s、風機定子自感L_s、風機轉子電阻R_r、風機轉子自感L_r、風機定轉子互感L_m；

步驟三：通過DFIG動態特性的方程將實測參數與辨識參數聯系起來，得到辨識參數相關的五元二次代數方程組，并通過差分方程對辨識參數進行求解，其中：

所述DFIG動態特性的方程如下：

公式一：

公式二：

公式三：

公式四：

式中，u_ds為dq坐標系下定子電壓的d軸分量、u_qs為dq坐標系下定子電壓的q軸分量、u_dr為dq坐標系下轉子電壓的d軸分量、u_qr為dq坐標系下轉子電壓的q軸分量、i_ds為dq坐標系下定子電流的d軸分量、i_qs為dq坐標系下定子電流的q軸分量、i_dr為dq坐標系下轉子電流的d軸分量、i_qr為dq坐標系下轉子電流的q軸分量；

所述五元二次代數方程組如下：

公式五：

公式六：

公式七：

公式八：

式中，u_ds為dq坐標系下定子電壓的d軸分量、u_qs為dq坐標系下定子電壓的q軸分量、u_dr為dq坐標系下轉子電壓的d軸分量、u_qr為dq坐標系下轉子電壓的q軸分量、i_ds為dq坐標系下定子電流的d軸分量、i_qs為dq坐標系下定子電流的q軸分量、i_dr為dq坐標系下轉子電流的d軸分量、i_qr為dq坐標系下轉子電流的q軸分量、σ＝L_sL_r-L_m²、ΔT為實測電壓與電流參數的采樣周期、k代表迭代次數；

步驟四：以在線辨識的參數為基礎，建立數字孿生仿真模型，進行次同步振蕩的數字孿生在線模擬；

步驟五：繪制風電場次同步振蕩實時模擬曲線，并對多時段次同步振蕩諧振點對比實際次同步振蕩頻率進行分析，驗證數字孿生仿真模型的可靠性；

步驟六：在虛擬環境中實時仿真次同步振蕩的發生機理及切除相應的風機改變諧振點，給出切除風機數量與抑制振蕩的量化關系，對多種切除方案進行評估，得到合理的切除風機數量，并在實際系統中通過切除風機數量進行振蕩抑制，在最大程度確保風機發電的情況下將風電場次同步振蕩的幾率降至最低。

2.根據權利要求1所述的基于數字孿生模擬的DFIG風電場次同步振蕩抑制方法，其特征在于所述步驟二中，采樣周期為0.1ms。