一种双馈风电机组电磁暂态仿真方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种双馈风电机组电磁暂态仿真方法和装置，获取被仿真双馈风电机组的运行参数和单机模型的仿真参数；基于运行参数和单机模型的仿真参数构建功率放大模型；基于功率放大模型对双馈风电机组进行电磁暂态仿真；仿真参数包括主电路参数和控制参数，本发明专利技术能够实现双馈风电机组的大规模仿真，仿真过程占用资源小，且仿真精度高。本发明专利技术中建立的功率放大模型的稳态及暂态有功、无功特性与单机模型的稳态及暂态有功、无功特性一致，通过功率放大模型可以将单台双馈风电机组的功率放大N倍，用为数不多的功率放大模型就可以搭建几千MW甚至更大规模的风电场仿真模型，满足大规模风电场暂态分析试验的要求。

A Method and Device for Electromagnetic Transient Simulation of Doubly-fed Wind Turbine

The invention provides a method and device for electromagnetic transient simulation of doubly fed wind turbines, which obtains the operation parameters of the simulated doubly fed wind turbines and the simulation parameters of the single machine model; builds a power amplification model based on the operation parameters and the simulation parameters of the single machine model; carries out electromagnetic transient simulation of the doubly fed wind turbines based on the power amplification model; and the simulation parameters include the main circuit parameters and control. The invention can realize large-scale simulation of doubly-fed wind turbines, which takes less resources and has high simulation accuracy. The steady-state and transient active and reactive power characteristics of the power amplification model established in the invention are consistent with those of the single-machine model. The power of a single doubly-fed wind turbine can be amplified N times by the power amplification model. With a few power amplification models, thousands of MW or even larger scale wind farm simulation models can be built to meet the needs of large-scale wind farms. Requirements for transient analysis tests.

【技术实现步骤摘要】
一种双馈风电机组电磁暂态仿真方法和装置
本专利技术涉及电磁仿真
，具体涉及一种双馈风电机组电磁暂态仿真方法和装置。
技术介绍
为了对大型风电场进行仿真，需要建立相应的仿真模型。但是，风力发电系统的结构复杂，仿真模型的精细程度将直接决定仿真结果的精度。目前风电场建模仿真一般为1:1的详细值模型，目前单台风电机组的功率一般为1.5MW、2MW或3MW，如果按风电机组的实际功率建模，若需要搭建一个100MW的仿真模型，则需要用五六十台风电机组的单机模型，若要搭建几千MW的仿真模型，就要用几千台风电机组的单机模型，超出了现有计算机内存、仿真软件内存的能力，现有的仿真平台无法实现。由于实际运行的风电场中具有成百上千台风电机组，要对整个风电场进行仿真，单机模型无法满足要求，目前一般的方法是在35kV并网点进行电流的倍乘，但是这种方法如果倍乘数量超出一定数值，电压电流就会出现振荡，振荡严重就会跳机，实现不了大规模风电机组的仿真，若要消除振荡，就需要增加滤波器，但又会影响风电机组本申的特性，导致风电增机组的仿真过程占用资源巨大，且仿真精度低。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中无法实现大规模仿真、仿真过程占用资源巨大以及仿真精度低的不足，本专利技术提供一种双馈风电机组电磁暂态仿真方法和装置，获取被仿真双馈风电机组的运行参数和单机模型的仿真参数；基于所述运行参数和单机模型的仿真参数构建功率放大模型；基于所述功率放大模型对双馈风电机组进行电磁暂态仿真；所述仿真参数包括主电路参数和控制参数，本专利技术能够实现双馈风电机组的大规模仿真，仿真过程占用资源小，且仿真精度高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：一方面，本专利技术提供一种双馈风电机组的电磁暂态仿真方法，包括：获取被仿真双馈风电机组的运行参数和单机模型的仿真参数；基于所述运行参数和单机模型的仿真参数构建功率放大模型；基于所述功率放大模型对双馈风电机组进行电磁暂态仿真；所述仿真参数包括主电路参数和控制参数。所述功率放大模型的构建，包括：基于被仿真双馈风电机组的台数确定功率放大模型对所述单机模型的倍数N；对所述单机模型的参数进行调整得到功率放大模型参数；其中，对所述单机模型的参数进行调整包括：将所述单机模型的参数扩大N倍、缩小N倍或保持不变。所述主电路参数包括双馈电机参数、机侧变流器滤波参数、直流母线电容参数和网侧变流器滤波参数；所述双馈电机参数包括定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感、定子和转子间的互感以及额定容量；所述机侧变流器滤波参数和网侧变流器滤波参数包括滤波电容、滤波电感和滤波电阻；所述控制参数包括机侧变流控制器的电流环控制参数和网侧变流控制器的电流环控制参数；所述电流环控制参数包括电流环比例系数和电流环积分系数。所述对所述单机模型的参数进行调整得到功率放大模型参数，包括：当所述仿真参数为定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感、定子和转子间的互感时：将所述单机模型的定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感、定子和转子间的互感缩小N倍；当所述仿真参数为额定容量时：将所述单机模型的额定容量扩大N倍。所述对所述单机模型的参数进行调整得到功率放大模型参数，包括：当所述仿真参数为直流母线电容参数时：将所述单机模型的直流母线电容参数扩大N倍。所述对所述单机模型的参数进行调整得到功率放大模型参数，包括：当所述仿真参数为滤波电容时：将所述单机模型的滤波电容扩大N倍；当所述仿真参数为滤波电阻和滤波电感时，将所述单机模型的滤波电阻和滤波电感缩小N倍。所述对所述单机模型的参数进行调整得到功率放大模型参数，包括：当所述仿真参数为机侧变流控制器的电流环控制参数和网侧变流控制器的电流环控制参数时：将所述单机模型的机侧变流控制器的电流环控制参数和网侧变流控制器的电流环控制参数缩小N倍。另一方面，本专利技术还提供一种双馈风电机组的电磁暂态仿真装置，包括：获取模块，用于获取被仿真双馈风电机组的运行参数和单机模型的仿真参数；建模模块，用于基于所述运行参数和单机模型的仿真参数构建功率放大模型；仿真模块，用于基于所述功率放大模型对双馈风电机组进行电磁暂态仿真；所述仿真参数包括主电路参数和控制参数。所述建模模块包括：确定单元，用于基于被仿真双馈风电机组的台数确定功率放大模型对所述单机模型的倍数N；调整单元，用于对所述单机模型的参数进行调整得到功率放大模型参数；其中，对所述单机模型的参数进行调整包括：将所述单机模型的参数扩大N倍、缩小N倍或保持不变。所述主电路参数包括双馈电机参数、机侧变流器滤波参数、直流母线电容参数和网侧变流器滤波参数；所述双馈电机参数包括定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感、定子和转子间的互感以及额定容量；所述机侧变流器滤波参数和网侧变流器滤波参数包括滤波电容、滤波电感和滤波电阻；所述控制参数包括机侧变流控制器的电流环控制参数和网侧变流控制器的电流环控制参数；所述电流环控制参数包括电流环比例系数和电流环积分系数。所述调整单元具体用于：当所述仿真参数为定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感、定子和转子间的互感时：将所述单机模型的定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感、定子和转子间的互感缩小N倍；当所述仿真参数为额定容量时：将所述单机模型的额定容量扩大N倍。所述调整单元具体用于：当所述仿真参数为直流母线电容参数时：将所述单机模型的直流母线电容参数扩大N倍。所述调整单元具体用于：当所述仿真参数为滤波电容时：将所述单机模型的滤波电容扩大N倍；当所述仿真参数为滤波电阻和滤波电感时，将所述单机模型的滤波电阻和滤波电感缩小N倍。所述调整单元具体用于：当所述仿真参数为机侧变流控制器的电流环控制参数和网侧变流控制器的电流环控制参数时：将所述单机模型的机侧变流控制器的电流环控制参数和网侧变流控制器的电流环控制参数缩小N倍。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：本专利技术提供的双馈风电机组电磁暂态仿真方法中，获取被仿真双馈风电机组的运行参数和单机模型的仿真参数；基于所述运行参数和单机模型的仿真参数构建功率放大模型；基于所述功率放大模型对双馈风电机组进行电磁暂态仿真；所述仿真参数包括主电路参数和控制参数，本专利技术能够实现双馈风电机组的大规模仿真，仿真过程占用资源小，且仿真精度高；本专利技术中建立的功率放大模型的稳态及暂态有功、无功特性与单机模型的稳态及暂态有功、无功特性一致，通过功率放大模型可以将单台双馈风电机组的功率放大N倍，用为数不多的功率放大模型就可以搭建几千MW甚至更大规模的风电场仿真模型，满足大规模风电场暂态分析试验的要求。附图说明图1是本专利技术实施例中双馈风电机组的电磁暂态仿真方法流程图；图2是本专利技术实施例中单机模型结构图；图3是本专利技术实施例中功率放大模型的网侧变流控制器示意图；图4是本专利技术实施例中功率放大模型的机侧变流控制器示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例1本专利技术实施例1提供了一种双馈风电机组的电磁暂态仿真方法，具体流程图如图1所示，具体过程如下：S101：获取被仿真双馈风电机组的运行参数和单机模型的仿真参数；S102：基于所述运行参数和单机模型的仿真参数构建功率放大模型；S103：基于所述功率放大模型对双馈风电机组进行电磁暂态仿真；仿真参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双馈风电机组的电磁暂态仿真方法，其特征在于，包括：获取被仿真双馈风电机组的运行参数和单机模型的仿真参数；基于所述运行参数和单机模型的仿真参数构建功率放大模型；基于所述功率放大模型对双馈风电机组进行电磁暂态仿真；所述仿真参数包括主电路参数和控制参数。

【技术特征摘要】
1.一种双馈风电机组的电磁暂态仿真方法，其特征在于，包括：获取被仿真双馈风电机组的运行参数和单机模型的仿真参数；基于所述运行参数和单机模型的仿真参数构建功率放大模型；基于所述功率放大模型对双馈风电机组进行电磁暂态仿真；所述仿真参数包括主电路参数和控制参数。2.根据权利要求1所述的双馈风电机组的电磁暂态仿真方法，其特征在于，所述功率放大模型的构建，包括：基于被仿真双馈风电机组的台数确定功率放大模型对所述单机模型的倍数N；对所述单机模型的参数进行调整得到功率放大模型参数；其中，对所述单机模型的参数进行调整包括：将所述单机模型的参数扩大N倍、缩小N倍或保持不变。3.根据权利要求2所述的双馈风电机组的电磁暂态仿真方法，其特征在于，所述主电路参数包括双馈电机参数、机侧变流器滤波参数、直流母线电容参数和网侧变流器滤波参数；所述双馈电机参数包括定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感、定子和转子间的互感以及额定容量；所述机侧变流器滤波参数和网侧变流器滤波参数包括滤波电容、滤波电感和滤波电阻；所述控制参数包括机侧变流控制器的电流环控制参数和网侧变流控制器的电流环控制参数；所述电流环控制参数包括电流环比例系数和电流环积分系数。4.根据权利要求3所述的双馈风电机组的电磁暂态仿真方法，其特征在于，所述对所述单机模型的参数进行调整得到功率放大模型参数，包括：当所述仿真参数为定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感、定子和转子间的互感时：将所述单机模型的定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感、定子和转子间的互感缩小N倍；当所述仿真参数为额定容量时：将所述单机模型的额定容量扩大N倍。5.根据权利要求4所述的双馈风电机组的电磁暂态仿真方法，其特征在于，所述对所述单机模型的参数进行调整得到功率放大模型参数，包括：当所述仿真参数为直流母线电容参数时：将所述单机模型的直流母线电容参数扩大N倍。6.根据权利要求5所述的双馈风电机组的电磁暂态仿真方法，其特征在于，所述对所述单机模型的参数进行调整得到功率放大模型参数，包括：当所述仿真参数为滤波电容时：将所述单机模型的滤波电容扩大N倍；当所述仿真参数为滤波电阻和滤波电感时，将所述单机模型的滤波电阻和滤波电感缩小N倍。7.根据权利要求6所述的双馈风电机组的电磁暂态仿真方法，其特征在于，所述对所述单机模型的参数进行调整得到功率放大模型参数，包括：当所述仿真参数为机侧变流控制器的电流环控制参数和网侧变流控制器的电流环控制参数时：将所述单机模型的机侧变流控制器的电流环控制参数和网...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘纯，李丽娜，王伟胜，贺静波，何国庆，金一丁，李光辉，张兴，张怡，孙艳霞，邱威，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网宁夏电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11