一种双馈风电机组机电暂态模型的建模方法技术

一种双馈风电机组机电暂态模型的建模方法，包括：根据双馈风电机组中的物理结构和设计参数，构建初始模型；对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行实测辨识，对所述初始模型中辨析度低的模型参数进行拟合辨识；根据所述实测辨识和拟合辨识的结果，构建最终模型。本发明专利技术解决了双馈风电机组缺乏与实际相符的计算模型参数问题，通过实测辨识和拟合辨识，可以得到当前系统的精确度高的模型参数，利用得到的模型参数再构建系统模型，系统模型可靠性高，为电网的安全稳定运行提供有力支撑。

Modeling method of electromechanical transient model for doubly fed induction generator

Including the modeling method, a double fed wind turbine electromechanical transient model: according to the physical structure of the doubly fed wind turbine and the design parameters, construction of initial model; measured in parameter identification of the initial model in the high degree of fitting, identification of model parameters of the initial model in low degree; according to the measured identification and fitting the identification results, construct the final model. The invention solves the problem of lack of computing model parameters of DFIG is consistent with the actual, measured by fitting identification and identification, can get the model parameters of the current system with high accuracy, then the system model is constructed using the model parameters, the system model of high reliability, provide strong support for the safe and stable operation of the power grid.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统模拟
，尤其是一种双馈风电机组机电暂态模型的建模方法。
技术介绍
随着能源资源紧缺、气候环境恶化问题日益突出，在除水电外可再生能源发电中风力发电因成本较低和技术最成熟而得到迅猛发展。海上风电场具有风速高、风力稳定、干扰少、发电量大等优势，已成为未来风电发展的重要选择。我国东部沿海地区海上风能资源丰富且距离负荷中心近，具备大规模发展的资源条件和市场需求，开发海上风电可有效改善东部电力供应结构能源供应情况。风电等可再生能源的大规模应用，必然带来集中接入、远距离传输以及风电场内部集电线路网络化等问题，从而改变电力系统的运行特征。对接入点而言，规模化的风电场对系统运行的影响需要一起关注，需要有效掌握电网运行状态变化与风电机组和风电场暂态特性的之间的关联关系和相互影响，以提前掌握大规模风电场接入系统后的系统安全稳定状态，确保系统的安全稳定运行。其中，实现风电机组的建模和大规模风电场的等值是其中最基础最核心的问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种双馈风电机组机电暂态模型的建模方法，以解决现有技术中根据厂商提供的设计参数建立模型，导致模型可靠性较低的问题。在一些说明性实施例中，所述双馈风电机组机电暂态模型的建模方法，包括：根据双馈风电机组中的物理结构和设计参数，构建初始模型；对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行实测辨识，对所述初始模型中辨析度低 的模型参数进行拟合辨识；根据所述实测辨识和拟合辨识的结果，构建最终模型。与现有技术相比，本专利技术的说明性实施例包括以下优点：本专利技术解决了双馈风电机组缺乏与实际相符的计算模型参数问题，通过实测辨识和拟合辨识，可以得到当前系统的精确度高的模型参数，利用得到的模型参数再构建系统模型，系统模型可靠性高，为电网的安全稳定运行提供有力支撑。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是按照本专利技术的说明性实施例的流程图；图2是按照本专利技术的说明性实施例的流程图；图3是按照本专利技术的说明性实施例的控制模型；图4是按照本专利技术的说明性实施例的控制模型；图5是按照本专利技术的说明性实施例的控制模型；图6是按照本专利技术的说明性实施例的控制模型；图7是按照本专利技术的说明性实施例的控制模型；图8是按照本专利技术的说明性实施例的控制模型；图9是按照本专利技术的说明性实施例的控制模型。具体实施方式在以下详细描述中，提出大量特定细节，以便于提供对本专利技术的透彻理解。但是，本领域的技术人员会理解，即使没有这些特定细节也可实施本专利技术。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免影响对本专利技术的理解。如图1所示，公开了一种双馈风电机组机电暂态模型的建模方法，包括：S11、根据双馈风电机组中的物理结构和设计参数，构建初始模型；S12、对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行实测辨识，对所述初 始模型中辨析度低的模型参数进行拟合辨识；S13、根据所述实测辨识和拟合辨识的结果，构建最终模型。本专利技术解决了双馈风电机组缺乏与实际相符的计算模型参数问题，通过实测辨识和拟合辨识，可以得到当前系统的精确度高的模型参数，利用得到的模型参数再构建系统模型，系统模型可靠性高，为电网的安全稳定运行提供有力支撑。在一些说明性实施例中，所述根据双馈风电机组中的物理结构和设计参数，构建初始模型，具体包括：根据所述双馈风电机组中的变流器控制系统、双馈电机和桨距角控制系统的物理结构和设计参数，构建所述初始模型。在一些说明性实施例中，所述对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行实测辨识，具体包括:对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行静态试验实测和动态试验实测。在一些说明性实施例中，对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行静态试验实测，具体包括：对所述初始模型中的以下环节进行静态试验实测：电压外环控制PID、功率测量、锁相环、有功控制PID、无功控制PID和低电压穿越控制限制。在一些说明性实施例中，对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行动态试验实测，具体包括：对所述初始模型中的定子电阻和定子电抗进行动态试验实测。在一些说明性实施例中，所述对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行动态试验实测，还包括：对桨距角控制系统中的PID参数，低电压穿越控制目标值，动作时间进行动态试验实测。在一些说明性实施例中，所述对所述初始模型中辨析度低的模型参数进行拟合辨识，具体包括：对逆变器控制系统的电流内环控制PID等环节进行拟合辨识。在一些说明性实施例中，所述对逆变器控制系统的电流内环控制PID进行拟合辨识，具体包括：采用最小二乘法或遗传算法，对逆变器控制系统的 电流内环控制PID等环节进行拟合辨识。在一些说明性实施例中，在所述根据所述实测辨识和拟合辨识的结果，构建最终模型之后，还包括：校验所述最终模型，结果满足预先设定的误差标准，确定所述最终模型；否则，返回对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行实测辨识，对所述初始模型中辨析度低的模型参数进行拟合辨识，重新构建所述最终模型。在一些说明性实施例中，所述校验所述最终模型的过程，包括：进行故障情况及负载情况的组合工况下的低电压穿越特性试验，每个所述组合工况下的试验结果满足预先设定的误差标准；确定所述最终模型的结果满足预先设定的误差标准。如图2所示，公开了一种双馈风电机组机电暂态模型的建模方法，包括：S21、输入双馈风电机组中的变流器控制系统、双馈电机和桨距角控制系统的物理结构和设计参数，形成双馈风电机组初始模型；S22、根据双馈风电机组初始模型，分析其模型参数的可辨识性，对可辨性高的参数进行实测辨识，对可辨性低的参数进行拟合辨识；其中，步骤S22中，具体包括：对辨析度高的环节进行动态试验实测和静态试验实测，包括：1)、静态试验实测：对变流器控制系统的模型参数中的电压外环控制PID、功率测量、锁相环、有功控制PID、无功控制PID、低电压穿越控制限制等环节进行静态试验实测；根据静态实测数据对电压外环控制PID、功率测量、锁相环、有功控制PID、无功控制PID、低电压穿越控制限制等参数进行辨识；2)、动态试验实测：①对双馈电机的模型参数中的定子电阻、定子电抗等环节进行动态试验实测；根据实测数据对定子电阻、定子电抗等参数进行辨识；②对桨距角控制系统的模型参数中的PID参数，低电压穿越控制目标值，动作时间等环节进行动态试验实测；根据动态实测数据对桨距角控制系统的 PID参数，低电压穿越控制目标值，动作时间等参数进行辨识；对辨析度低的环节进行动拟合辨识，包括：1)、对逆变器控制系统的模型参数中的电流内环控制PID等环节进行拟合辨识；拟合辨识可以采用最小二乘法进行计算，也可以采用遗传算法进行计算。S23、根据辨识结果，构建双馈风电机组模型；其中，对双馈风电机组模型的进行低电压穿越特性实测，测试数据作为判断建模精度是否合格的依据；在所述步骤(10)中，考虑到双馈风电机组模型的特殊性，需要进行与国标要求一致的20个工况下的低电压穿越特性试验，以获取风机的全面特性，全面校核模型参数精度。20个工况即故障情况与负载情况的组合工况。S24、建立双馈风电机组模型仿真算例，进行仿真计算；S25、计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双馈风电机组机电暂态模型的建模方法，其特征在于，包括：根据双馈风电机组中的物理结构和设计参数，构建初始模型；对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行实测辨识，对所述初始模型中辨析度低的模型参数进行拟合辨识；根据所述实测辨识和拟合辨识的结果，构建最终模型。

【技术特征摘要】
1.一种双馈风电机组机电暂态模型的建模方法，其特征在于，包括：根据双馈风电机组中的物理结构和设计参数，构建初始模型；对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行实测辨识，对所述初始模型中辨析度低的模型参数进行拟合辨识；根据所述实测辨识和拟合辨识的结果，构建最终模型。2.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述根据双馈风电机组中的物理结构和设计参数，构建初始模型，具体包括：根据所述双馈风电机组中的变流器控制系统、双馈电机和桨距角控制系统的物理结构和设计参数，构建所述初始模型。3.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行实测辨识，具体包括:对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行静态试验实测和动态试验实测。4.根据权利要求3所述的建模方法，其特征在于，对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行静态试验实测，具体包括：对所述初始模型中的以下环节进行静态试验实测：电压外环控制PID、功率测量、锁相环、有功控制PID、无功控制PID和低电压穿越控制限制。5.根据权利要求3所述的建模方法，其特征在于，对所述初始模型中辨析度高的模型参数进行动态试验实测，具体包括：对所述初始模型中的定子电阻和定子电抗进行动态试验实测。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爽，张石，高峰，陶向宇，张军，黄永宁，田蓓，樊益平，梁剑，焦龙，李峰，
申请(专利权)人：国网宁夏电力公司电力科学研究院，中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64