一种风力机系统动态特性的模拟方法技术方案

本发明专利技术公开了一种风力机系统动态特性的模拟方法，包括以下步骤：(1)建立实际风力机系统和风力机模拟系统的时域运动方程；(2)联立风力机系统与模拟系统的运动方程，获得模拟电机电磁转矩；(3)将前一时刻的发电机电磁转矩带入模拟电机电磁转矩计算式，得到当前时刻的模拟电机电磁转矩值；(4)跟随模拟电机的转矩参考值对模拟系统进行转矩闭环控制，使模拟电机输出转矩跟上给定值，完成对实际风力机系统机械特性的模拟。本发明专利技术相比于传统的风力机模拟系统，可以消去由加速度项引入的一步延迟，能更准确的复现风力机动态特性，同时能减少风力机气动转矩突变对模拟电机转矩的影响。

A simulation method for dynamic characteristics of wind turbine system

【技术实现步骤摘要】
一种风力机系统动态特性的模拟方法
本专利技术涉及一种风力机系统动态特性的模拟方法。
技术介绍
风力机模拟系统具有高效、灵活和成本低等特点，大大降低了研究风力机系统的难度，对发展风能发电技术具有重要意义。风力机模拟系统采用电动机代替风力机，模拟风力机输出的转矩、转速用以驱动发电机，复现风力机系统的动静态特性。当无风速和负载转矩的变化时，模拟系统能稳定准确复现出风力机系统的静态特性，模拟过程较为容易，但在负载或者风速变化时，复现转速和转矩的动态变化过程更为复杂。以往的风力机模拟系统研究中，较为关注风力机与电动机转动惯量的差异造成模拟系统的不稳定，忽略风力机转矩突变可能造成的模拟系统失稳的情况。在风速突变时，风力机转矩大幅度变化的情况下，模拟电动机转矩瞬间突增突减，由于电动机转动惯量远小于风力机转动惯量，模拟系统的转速将瞬间增大或减小，造成系统发散失稳，传统的风力机模拟系统通过引入低通滤波器提高稳定性，但无可避免的引入一步延迟，影响系统的准确性，且无法克服风力机转矩突变引起的失稳情况，故在不产生延迟的情况下减小风力机转矩突变对风力机模拟系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力机系统动态特性的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)按照两质量块模型，分别建立实际风力机系统和风力机模拟系统的时域运动方程；/n(2)以风力机系统与模拟系统传动轴转速和加速度相等为条件，联立风力机系统与模拟系统的运动方程，获得模拟电机电磁转矩T

【技术特征摘要】
1.一种风力机系统动态特性的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照两质量块模型，分别建立实际风力机系统和风力机模拟系统的时域运动方程；
(2)以风力机系统与模拟系统传动轴转速和加速度相等为条件，联立风力机系统与模拟系统的运动方程，获得模拟电机电磁转矩Tem计算式；
(3)将前一时刻的发电机电磁转矩值Tg(k-1)带入模拟电机电磁转矩计算式，得到当前时刻的模拟电机电磁转矩值
(4)根据模拟电机电磁转矩值对模拟系统进行转矩闭环控制，使模拟电机输出转矩跟上给定值，完成对实际风力机系统机械特性的模拟。


2.根据权利要求1所述风力机系统动态特性的模拟方法，其特征在于：所述步骤(1)建立的风力机系统的时域运动方程，具体为：



其中，T'wt为风力机气动转矩折算到高速轴的值；Tg为发电机的电磁转矩；J'wt、B'wt为风力机转动惯量与摩擦系数折算到高速轴的值；Jg、Bg为发电机转子的转动惯量和摩擦系数；ωwt为风力机系统的机械转速。


3.根据权利要求1所述风力机系统动态特性的模拟方法，其特征在于：所述步骤(1)建立的模拟系统的时域运动方程，具体为：



其中，Tem为模拟电机的电磁转矩；Tg为发电机的电磁转矩；Jm、Bm为模拟电机转动惯量与摩擦系数；Jg、Bg为发电机转子的转动惯量和摩擦系数；ωm为模拟系统的机械转速。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鸿浩，曾华洁，郭前岗，林欣欣，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32