【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电，具体地涉及一种双馈风电场全动态阻抗模型的构建方法及系统。
技术介绍
1、阻抗法是分析风力发电并网小扰动稳定性的重要方法之一。风电场阻抗特性的精确刻画与稳定性的准确分析都依赖于全频段完备的风电场阻抗模型。风电场作为复杂的动态系统，存在多种时间和空间尺度上的耦合特性。风机内部存在机械动态和电磁动态之间的耦合。风场控制与单机控制之间存在动态交互耦合，同时也引发了风电机组间及其与集电线路的耦合。然而，现有风电场阻抗模型均存在不同程度的简化，忽略了风场控制动态和风机机械动态。因而不能全面反映风电场多种动态耦合特性对系统小扰动稳定性的影响。因此，亟需建立双馈风电场的全动态阻抗模型，为后续风电场小扰动稳定性相关研究建立模型标准。
2、目前，对于双馈风机的阻抗建模主要聚焦于其电磁动态，假设转子转速恒定，从而忽略双馈风机的机械动态。事实上，双馈风机的电气系统和机械系统是相互耦合的。对任何子系统的干扰都会导致双馈风机阻抗特性的变化。因此，缺少机械系统小扰动特性的阻抗模型必将导致对实际双馈风机系统阻抗特性的不准确表达以及不能准确分析机械动态对系统稳定性的影响。同时，对于风电场的阻抗建模，风场控制带来的小扰动特性不可忽略。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是提供一种双馈风电场全动态阻抗模型的构建方法及系统，用于全部或至少部分的解决上述现有技术中存在的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种双馈风电场全动态阻抗模型的构建方法，包括：>
3、预先构建包含机械动态和电磁动态的双馈风机阻抗模型，其中所述双馈风机阻抗模型包括空气动力学模型、转子侧变流器阻抗模型以及网侧变流器阻抗模型；
4、根据风电场并网点电压和电流的小扰动分量，对所述双馈风机阻抗模型进行重构，获得包含风场控制动态的双馈风机阻抗模型；
5、将所述包含风场控制动态的双馈风机阻抗模型结合集电线路阻抗和变压器阻抗进行阻抗网络聚合，获得所述双馈风电场全动态阻抗模型。
6、可选的，根据以下公式构建所述空气动力学模型：
7、
8、式中，是空气密度, r是桨叶长度，是风速，是转矩系数，是叶尖速比，是机械角速度，是桨距角。
9、可选的，所述转子侧变流器阻抗模型表示为定子电压与定子电流和并网点电流之间的阻抗关系，所述网侧变流器阻抗模型表示为定子电压与定子电流和网侧变流器电流之间的阻抗关系。
10、可选的，所述包含机械动态和电磁动态的双馈风机阻抗模型为：
11、式中，表示双馈风机主电路的定子电压，表示双馈风机的并网电流，zdfig表示机械动态和电磁动态下的双风机阻抗，z1,z2,z3,z4,z5,z6为双馈风机阻抗推导过程中产生的子阻抗。
12、可选的，所述包含风场控制动态的双馈风机阻抗模型为：
13、
14、式中，表示双馈风机主电路的定子电压，表示双馈风机的并网电流，表示双馈风电场并网点电压，表示双馈风电场的并网点电流，ydfig表示包含机械动态和电磁动态的双馈风机导纳，zdfig表示包含机械动态和电磁动态的双馈风机阻抗，z7,z8为双馈风机阻抗推导过程中由于考虑风场控制动态产生的子阻抗，yvccs为双馈风电场并网点电压控制电流源的控制阻抗系数，ycvccs为双馈风电场并网点电流控制电流源的控制阻抗系数。
15、可选的，根据风电场中包含的多台双馈风机、与每台双馈风机相连的变压器和集电线路形成的拓扑结构，构建阻抗网络模型，其中，所述每台双馈风机通过连接变压器接入风电场的所述集电线路；
16、建立所述阻抗网络模型各节点的节点电压方程，并对所述节点电压方程进行矩阵求逆计算，获得风场控制动态下的双馈风电场全动态阻抗模型。
17、在一些实施方式中，所述包含风场控制动态的双馈风电场全动态阻抗模型为：
18、
19、式中，zwindfarm表示包含风场控制动态的双馈风电场阻抗，yinn表示双馈风电场阻抗网络的节点导纳矩阵，yinu表示双馈风电场阻抗网络中各节点的电压控制电流源的控制阻抗系数矩阵，yini表示双馈风电场阻抗网络中各节点的电流控制电流源的控制阻抗系数矩阵， k表示双馈风电场并网点的节点编号。
20、可选的，所述构建方法还包括：根据所述双馈风电场全动态阻抗模型确定风力发电系统的阻抗，并利用广义奈奎斯特稳定判据分析风电场并网系统的稳定性。
21、另一方面，本专利技术还提供一种双馈风电场全动态阻抗模型的构建系统，包括：
22、第一构建模块：用于预先构建包含机械动态和电磁动态的双馈风机阻抗模型，其中所述双馈风机阻抗模型包括空气动力学模型、转子侧变流器阻抗模型以及网侧变流器阻抗模型；
23、第二构建模块：用于根据风电场并网点电压和电流的小扰动分量，对所述双馈风机阻抗模型进行重构，获得包含风场控制动态-的双馈风机阻抗模型；
24、融合模块：用于将所述包含风场控制动态的双馈风机阻抗模型结合集电线路阻抗和变压器阻抗进行阻抗网络聚合，获得所述双馈风电场全动态阻抗模型。
25、另一方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上进行运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述所述的构建方法的步骤。
26、通过上述技术方案，解决了目前风机阻抗建模忽略风场控制动态的不足，而且，通过融合机械动态和风场控制动态构建的双馈风电场阻抗模型，可以全面反映风电场多种动态耦合特性对系统小扰动稳定性的影响，提高了全频段范围内组阻抗的准确性。
27、本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种双馈风电场全动态阻抗模型的构建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，根据以下公式构建所述空气动力学模型：
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述转子侧变流器阻抗模型表示为定子电压、定子电流和并网点电流三者之间的阻抗关系，所述网侧变流器阻抗模型表示为定子电压、定子电流和网侧变流器电流三者之间的阻抗关系。
4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述包含机械动态和电磁动态的双馈风机阻抗模型为：
5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述包含风场控制动态的双馈风机阻抗模型为：
6.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，根据风电场中包含的多台双馈风机、与每台双馈风机相连的变压器和集电线路形成的拓扑结构，构建阻抗网络模型，其中，所述每台双馈风机通过连接变压器接入风电场的所述集电线路；
7.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述构建方法还包括：
8.一种双馈风电场全动态阻抗模型的构建系统，其特征在于，包括：
9.一种电
...【技术特征摘要】
1.一种双馈风电场全动态阻抗模型的构建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，根据以下公式构建所述空气动力学模型：
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述转子侧变流器阻抗模型表示为定子电压、定子电流和并网点电流三者之间的阻抗关系，所述网侧变流器阻抗模型表示为定子电压、定子电流和网侧变流器电流三者之间的阻抗关系。
4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述包含机械动态和电磁动态的双馈风机阻抗模型为：
5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述包含风场控制动态的双馈风机阻抗...
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