CN109800455A - 一种双馈风电机组暂态无功特性仿真方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双馈风电机组暂态无功特性仿真方法和装置，基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真；基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性；控制硬件在环仿真模型基于双馈电机单元和编码器单元构建，仿真步长小，数据传输延时小，仿真结果准确性高。本发明给高速的FPGA模块配置编码器、双馈电机、变流器、电网和采集单元，FPGA模块仿真步长小，足够满足开关频率高达数KHz甚至几十KHz的变流器开关器件仿真需求，给低速的CPU模块配置显示存储单元和数据处理单元，能够使得整个控制硬件在环仿真模型的仿真步长足够小，满足变流器开关元件的仿真精度要求，为双馈风电机组单机模型仿真与风电场模型仿真奠定了基础。

Description

一种双馈风电机组暂态无功特性仿真方法和装置

技术领域

本发明涉及电磁暂态仿真技术领域，具体涉及一种双馈风电机组暂态无功特性仿真方法和装置。

背景技术

随着风电场站的大规模接入，风电已经成为电力系统中除同步机以外的另一类重要电源，其对电网的安全运行会产生较大的影响。面对严重风电脱网事故的频繁发生，世界各国制定并一直更新电网标准，并且对并网风电机组故障穿越能力提出了更新更高的要求。风电机组的故障穿越不仅仅是风机本身的问题，还涉及到整个电力系统的动态稳定，所以研究风电机组的暂态特性以及它对电网动态稳定的影响性就变得十分重要。

因此，为了真实地反映双馈风电机组的暂态特性，需要进行双馈风电机组暂态特性的分析。目前双馈风电机组暂态特性仿真一般采取如下两种方式，方式1)离线仿真，在仿真软件中建立风电机组模型，控制部分用模型搭建或者代码生成，整个模型在仿真软件中离线运行。方式2)控制硬件在环实时仿真，目前的控制硬件在环实时仿真为CPU模型仿真，即把变流器、电机、电网、数据采集处理等部分全都放在CPU仿真器中。上述方式1)中控制部分与实际控制器不完全一致，方式2)仿真步长大，数据传输延时大，两种方式得到的仿真结果准确性低，不能真实反映风电机组的暂态特性。

发明内容

为了克服上述现有技术中准确性低的不足，本发明提供一种双馈风电机组暂态无功特性仿真方法，基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真；基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性；控制硬件在环仿真模型包括在FPGA模块上设置双馈电机单元和编码器单元，仿真步长小，数据传输延时小，仿真结果准确性高。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种双馈风电机组暂态无功特性仿真方法，包括：

基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真；

基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性；

所述控制硬件在环仿真模型包括在FPGA模块上设置双馈电机单元和编码器单元。

所述控制硬件在环仿真模型的构建，包括：

分别设置FPGA模块和CPU模块；

基于所述FPGA模块配置编码器单元、双馈电机单元、变流器单元、电网单元和采集单元；

基于所述CPU模块，配置显示存储单元和数据处理单元；

将双馈电机单元的定子和转子分别与电网单元和编码器单元连接，将双馈电机单元的转子通过变流器单元与电网单元连接，并将双馈电机单元、变流器单元和电网单元分别与测量单元连接；

将测量单元通过数据处理单元与显示存储单元连接。

所述基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，包括：

基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压跌落过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第一仿真结果；

基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压升高过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第二仿真结果；

基于所述控制硬件在环仿真模型，在直流换相失败过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第三仿真结果。

所述基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，包括：

基于所述第一仿真结果得到电网电压跌落过程中电网电压波形和双馈机组发出的容性无功功率波形各自的变化趋势；

基于所述变化趋势，得到电网电压跌落过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

所述基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，包括：

基于所述第二仿真结果得到电网电压升高过程中电网电压波形和双馈机组发出的感性无功功率波形各自的变化趋势；

基于所述变化趋势，得到电网电压升高过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

所述基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，包括：

基于所述第三仿真结果得到直流换相失败过程中电网电压波形、双馈机组发出的容性无功功率波形和感性无功功率波形各自的变化趋；

基于所述变化趋势，得到直流换相失败过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

所述双馈风电机组包括双馈电机单元和变流器单元；

所述编码器单元为32位编码器；

所述双馈电机单元采用五阶电机模型，所述五阶电机模型基于转子开口电压模拟转子暂态特性。

另一方面，本发明还提供一种双馈风电机组暂态无功特性仿真装置，包括：

仿真模块，用于基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真；

确定模块，用于基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性；

所述控制硬件在环仿真模型包括在FPGA模块上设置双馈电机单元和编码器单元。

所述装置还包括建模模块，所述建模模块具体用于：

分别设置FPGA模块和CPU模块；

基于所述FPGA模块配置编码器单元、双馈电机单元、变流器单元、电网单元和采集单元；

基于所述CPU模块，配置显示存储单元和数据处理单元；

将双馈电机单元的定子和转子分别与电网单元和编码器单元连接，将双馈电机单元的转子通过变流器单元与电网单元连接，并将双馈电机单元、变流器单元和电网单元分别与测量单元连接；

将测量单元通过数据处理单元与显示存储单元连接。

所述仿真模块具体用于：

基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压跌落过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第一仿真结果；

基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压升高过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第二仿真结果；

基于所述控制硬件在环仿真模型，在直流换相失败过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第三仿真结果。

所述确定模块具体用于：

基于所述第一仿真结果得到电网电压跌落过程中电网电压波形和双馈机组发出的容性无功功率波形各自的变化趋势；

基于所述变化趋势，得到电网电压跌落过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

所述确定模块具体用于：

基于所述第二仿真结果得到电网电压升高过程中电网电压波形和双馈机组发出的感性无功功率波形各自的变化趋势；

基于所述变化趋势，得到电网电压升高过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

所述确定模块具体用于：

基于所述第三仿真结果得到直流换相失败过程中电网电压波形、双馈机组发出的容性无功功率波形和感性无功功率波形各自的变化趋；

基于所述变化趋势，得到直流换相失败过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

双馈风电机组包括双馈电机单元和变流器单元；

编码器单元为32位编码器；

双馈电机单元采用五阶电机模型，五阶电机模型基于转子开口电压模拟转子暂态特性。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的双馈风电机组暂态无功特性仿真方法中，基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真；基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性；控制硬件在环仿真模型包括在FPGA模块上设置双馈电机单元和编码器单元，仿真步长小，数据传输延时小，仿真结果准确性高；

本发明基于高速的FPGA模块配置编码器单元、双馈电机单元、变流器单元、电网单元和采集单元，FPGA模块仿真步长小，足够满足开关频率高达数KHz甚至几十KHz的变流器开关器件仿真需求，基于低速的CPU模块配置显示存储单元和数据处理单元，能够使得整个控制硬件在环仿真模型的仿真步长足够小，满足变流器开关元件的仿真精度要求，为双馈风电机组单机模型仿真与风电场模型仿真奠定了基础；

本发明中的五阶电机模型考虑了双馈电机的转子开口电压，其解决了三阶模型忽略了定子的电磁暂态过程而导致的三阶模型的准确性不够高且不能不能准确模拟双馈电机的暂态响应特性的问题，其准确的模拟双馈电机的定子转子的电磁特性；

本发明中的双馈风电机组在电网电压跌落过程中发出容性无功功率，对电网电压起到支撑作用的特性，在电压升高过程中发出感性无功功率，对电网电压起到抑制平复作用的特性，在直流换相失败过程中发出容性无功功率和感性无功功率，对电网电压起到正向调节作用，既能保证风电机组控制器响应特性的真实性，又能简便快捷的模拟整个风电机组系统的响应。

附图说明

图1是本发明实施例中双馈风电机组暂态无功特性仿真方法流程图；

图2是本发明实施例中控制硬件在环仿真模型结构图；

图3是本发明实施例中电网电压跌落过程中电网电压波形图；

图4是本发明实施例中电网电压跌落过程中双馈机组发出的容性无功功率波形图；

图5是本发明实施例中电网电压升高过程中电网电压波形图；

图6是本发明实施例中电网电压升高过程中双馈机组发出的感性无功功率波形图；

图7是本发明实施例中直流换相失败过程中电网电压波形图；

图8是本发明实施例中直流换相失败过程中双馈机组发出的无功功率波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本发明实施例1提供了一种双馈风电机组暂态无功特性仿真方法，目的在于确定电网电压跌落过程、电网电压升高过程和直流换相失败过程中双馈风电机组的暂态无功特性，双馈风电机组包括双馈电机和变流器等，具体流程图如图1所示，具体过程如下：

S101：基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真；

S102：基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性；

上述控制硬件在环仿真模型包括在FPGA模块上设置双馈电机单元和编码器单元。

上述S101中，控制硬件在环仿真模型结构图如图2所示，控制硬件在环仿真模型的构建过程如下：

分别设置FPGA模块和CPU模块；

为了提高效率及准确性，基于高速的FPGA模块配置编码器单元、双馈电机单元、变流器单元、电网单元和采集单元，并基于低速的CPU模块配置显示存储单元和数据处理单元，这样既能保证仿真精度和准确度，又能充分利用仿真资源；CPU仿真器的仿真步长为10us左右，数据传输延时两个仿真步长约20us。这对于开关频率高达几K甚至十几K赫兹的变流器来说是不能接受的。FPGA仿真器的仿真步长可以达到0.5us，数据传输延时可以减小到2us。于是本发明实施例提供的控制硬件在环仿真模型极大地提高了仿真精度，完全可以满足开关频率较高的双馈风电机组变流器的要求。这种仿真精度的试验结果，才能较准确的反映双馈风电机组在故障瞬间的暂态特性。对详细分析双馈风电机组的电磁暂态响应特性以及风电场的特性提供强有力的技术支持。

将双馈电机单元的定子和转子分别与电网单元和编码器单元连接，将双馈电机单元转子通过变流器单元与电网单元连接，并双馈电机单元、变流器单元和电网单元分别与测量单元连接；将测量单元通过数据处理单元与显示存储单元连接。双馈电机单元的定子与电网单元连接，目的在于将双馈电机单元发出的电能传输到电网单元；双馈电机单元的转子与编码器单元连接，目的在于通过编码器单元测量转子的转速；双馈电机单元的转子和变流器单元连接，目的在于通过变流器单元控制转子转速；双馈电机单元的定子、转子、变流器和电网单元分别与测量单元连接，目的在于通过测量单元测量转子、定子。变流器单元和电网单元各自的电流和电压；测量单元与数据处理单元连接，目的在于将测量的电流和电压传输给数据处理单元进行计算和存储，数据处理单元和显示存储单元连接，目的在于通过显示存储单元显示数据处理结果，并对数据处理单元进行控制。

本发明实施例采用的编码器单元为32位编码器，通过32位编码器能实时测量电机转速，进一步就能真实的模拟风电机组的现场实时运行情况。

双馈电机建模一直是双馈风电机组控制硬件在环仿真的一个关键点和难点。常用的双馈电机模型多为三阶模型，三阶模型包括转子模型和简化的传动模型，忽略了定子的电磁暂态过程，这就导致了模型的准确性不够高，不能准确模拟双馈电机的暂态响应特性。

本发明采用的双馈风电机组小步长控制硬件在环建模仿真需要准确的模拟双馈风电机组的定子转子的电磁特性，因此传统的三阶电机模型的精度是远远不够的，于是本发明实施例采用的双馈电机单元为五阶电机模型。该五阶电机模型基于转子开口电压模拟转子暂态特性，其包括了双馈电机的转子模型、定子模型、简化的传动模型，通过电机转速、定转子电阻漏抗、励磁电阻电抗等参数以及双馈电机的电压方程、电流方程、磁链方程、运动方程能准确的模拟出电机暂态特性。五阶电机模型在计算电机状态时需要用到电机的转子开口电压，这一点是三阶电机模型所没有涉及到的。

基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，分为电网电压跌落过程、电网电压升高过程和直流换相失败过程三种情况，具体过程如下：

针对电网电压跌落瞬间至双馈风电机组变流器控制器响应之前的几十毫秒间双馈电机、变流器以及电网的暂态特性进行分析，具体是基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压跌落过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第一仿真结果；

针对电网电压升高瞬间至双馈机组变流器控制器响应之前的几十毫秒间双馈电机、变流器以及电网的暂态特性进行分析，具体是基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压升高过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第二仿真结果；

基于所述控制硬件在环仿真模型，在直流换相失败过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第三仿真结果。

上述第一仿真结果包括电网电压跌落过程中电网电压波形和双馈机组发出的容性无功功率波形；本发明实施例中，电网电压跌落过程中电网电压波形图和双馈机组发出的容性无功功率波形图分别如图3和图4所示，由电网电压跌落瞬间开始，双馈电机发出容性无功功率，电网电压跌落10ms时刻该无功功率达到最大值，之后逐渐减小直至变流器控制响应开始。整个电网电压跌落瞬间至双馈风电机组变流器控制器响应的这几十毫秒时间内，双馈电机发出的容性无功功率与整个风电机组变流器控制器控制特性无关，是双馈电机本体的电磁暂态响应特性。电网电压升高的整个过程中，双馈电机发出的容性无功功率对跌落的电网电压起到一定的支撑恢复作用。

上述第二仿真结果包括电网电压升高过程中电网电压波形和双馈机组发出的感性无功功率波形；本发明实施例中，电网电压升高过程中电网电压波形图和双馈机组发出的感性无功功率波形图分别如图5和图6所示，由电网电压升高瞬间开始，双馈电机发出感性无功功率，电网电压升高10ms时刻该无功功率达到最大值，之后逐渐减小直至机组变流器控制响应开始。整个电网电压升高瞬间至双馈风电机组变流器控制器响应的这几十毫秒时间内，双馈电机发出的感性无功功率与整个风电机组变流器控制器控制特性无关，是双馈电机本体的电磁暂态响应特性。电网电压升高的整个过程中，双馈电机发出的感性无功功率对升高的电网电压起到一定的抑制平复作用，对电网电压起到正向调节作用。

由于直流输电是目前风电新能源外送的主要方式，风电场与常规电厂相比抗干扰能力较差，直流换相失败引起交流电网过压的情况会导致大规模风电机组脱网事故。这已经成为了限制直流输电能力的重要因素之一。本发明实施例利用控制硬件在环仿真模型对对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，并利用得到的第三仿真结果确定直流换相失败过程中双馈风电机组的暂态无功特性，于是，上述第三仿真结果包括直流换相失败过程中电网电压波形、双馈机组发出的容性无功功率波形和感性无功功率波形。一个直流换相失败过程分为两个阶段，一个电网电压下降阶段，另一个电网电压升高阶段。直流换相失败过程中电网电压波形图和双馈机组发出的无功功率波形图如图7和图8所示，电网电压下降阶段，电网电压降落瞬间双馈机组发出容性无功，电网电压由最低逐渐恢复到正常过程中，机组发出的容性无功逐渐减小至零。电网电压升高阶段，电网电压升高瞬间双馈机组发出感性无功功率，电网电压由最大点恢复到正常过程中，机组发出的感性无功功率逐渐减小到零。这个过程的暂态无功特性分析得到的结论与电网电压跌落与电网电压恢复过程的双馈风电机组暂态无功特性分析得到的结论一致。

上述S102中，基于第一仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，具体是基于第一仿真结果得到电网电压跌落过程中电网电压波形和双馈机组发出的容性无功功率波形各自的变化趋势；然后基于变化趋势，得到电网电压跌落过程中双馈风电机组的暂态无功特性

上述S102中，基于第二仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，具体是基于第二仿真结果得到电网电压升高过程中电网电压波形和双馈机组发出的感性无功功率波形各自的变化趋势；然后基于变化趋势，得到电网电压升高过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

上述S102中，基于第三仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，具体是基于第三仿真结果得到直流换相失败过程中电网电压波形、双馈机组发出的容性无功功率波形和感性无功功率波形各自的变化趋；然后基于变化趋势，得到直流换相失败过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

实施例2

基于同一发明构思，本发明实施例2还提供一种双馈风电机组暂态无功特性仿真装置，包括仿真模块和确定模块，下面对上述几个模块的功能进行详细说明：

仿真模块，用于基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真；

确定模块，用于基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性；

所述控制硬件在环仿真模型包括在FPGA模块上设置双馈电机单元和编码器单元。

所述装置还包括建模模块，所述建模模块具体用于：

分别设置FPGA模块和CPU模块；

基于FPGA模块配置编码器单元、双馈电机单元、变流器单元、电网单元和采集单元；

基于CPU模块，配置显示存储单元和数据处理单元；

将双馈电机单元的定子和转子分别与电网单元和编码器单元连接，将双馈电机单元的转子通过变流器单元与电网单元连接，并将双馈电机单元、变流器单元和电网单元分别与测量单元连接；

将测量单元通过数据处理单元与显示存储单元连接。

所述仿真模块具体用于：

基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压跌落过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第一仿真结果；

基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压升高过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第二仿真结果；

基于所述控制硬件在环仿真模型，在直流换相失败过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第三仿真结果。

第一仿真结果包括电网电压跌落过程中电网电压波形和双馈机组发出的容性无功功率波形；第二仿真结果包括电网电压升高过程中电网电压波形和双馈机组发出的感性无功功率波形；第三仿真结果包括直流换相失败过程中电网电压波形、双馈机组发出的容性无功功率波形和感性无功功率波形。

确定模块基于第一仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，具体过程如下：

基于第一仿真结果得到电网电压跌落过程中电网电压波形和双馈机组发出的容性无功功率波形各自的变化趋势；

基于变化趋势，得到电网电压跌落过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

确定模块基于第二仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，具体过程如下：

基于所述第二仿真结果得到电网电压升高过程中电网电压波形和双馈机组发出的感性无功功率波形各自的变化趋势；

基于变化趋势，得到电网电压升高过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

所述确定模块基于第三仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，具体过程如下：

基于第三仿真结果得到直流换相失败过程中电网电压波形、双馈机组发出的容性无功功率波形和感性无功功率波形各自的变化趋；

基于变化趋势，得到直流换相失败过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

双馈风电机组包括双馈电机单元和变流器单元；

编码器单元为32位编码器；

双馈电机单元采用五阶电机模型；五阶电机模型基于转子开口电压模拟转子暂态特性。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1.一种双馈风电机组暂态无功特性仿真方法，其特征在于，包括：

基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真；

基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性；

所述控制硬件在环仿真模型包括在FPGA模块上设置双馈电机单元和编码器单元。

2.根据权利要求1所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真方法，其特征在于，所述控制硬件在环仿真模型的构建，包括：

分别设置FPGA模块和CPU模块；

基于所述FPGA模块配置编码器单元、双馈电机单元、变流器单元、电网单元和采集单元；

基于所述CPU模块，配置显示存储单元和数据处理单元；

将双馈电机单元的定子和转子分别与电网单元和编码器单元连接，将双馈电机单元的转子通过变流器单元与电网单元连接，并将双馈电机单元、变流器单元和电网单元分别与测量单元连接；

将测量单元通过数据处理单元与显示存储单元连接。

3.根据权利要求1或2所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真方法，其特征在于，所述基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，包括：

基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压跌落过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第一仿真结果；

基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压升高过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第二仿真结果；

基于所述控制硬件在环仿真模型，在直流换相失败过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第三仿真结果。

4.根据权利要求3所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真方法，其特征在于，所述基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，包括：

基于所述第一仿真结果得到电网电压跌落过程中电网电压波形和双馈机组发出的容性无功功率波形各自的变化趋势；

基于所述变化趋势，得到电网电压跌落过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

5.根据权利要求3所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真方法，其特征在于，所述基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，包括：

基于所述第二仿真结果得到电网电压升高过程中电网电压波形和双馈机组发出的感性无功功率波形各自的变化趋势；

基于所述变化趋势，得到电网电压升高过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

6.根据权利要求3所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真方法，其特征在于，所述基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性，包括：

基于所述第三仿真结果得到直流换相失败过程中电网电压波形、双馈机组发出的容性无功功率波形和感性无功功率波形各自的变化趋；

基于所述变化趋势，得到直流换相失败过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

7.根据权利要求1所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真方法，其特征在于，所述双馈风电机组包括双馈电机单元和变流器单元；

所述编码器单元为32位编码器；

所述双馈电机单元采用五阶电机模型，所述五阶电机模型基于转子开口电压模拟转子暂态特性。

8.一种双馈风电机组暂态无功特性仿真装置，其特征在于，包括：

仿真模块，用于基于预先构建的控制硬件在环仿真模型对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真；

确定模块，用于基于仿真结果确定双馈风电机组的暂态无功特性；

所述控制硬件在环仿真模型包括在FPGA模块上设置双馈电机单元和编码器单元。

9.根据权利要求8所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真装置，其特征在于，所述装置还包括建模模块，所述建模模块具体用于：

分别设置FPGA模块和CPU模块；

基于所述FPGA模块配置编码器单元、双馈电机单元、变流器单元、电网单元和采集单元；

基于所述CPU模块，配置显示存储单元和数据处理单元；

将双馈电机单元的定子和转子分别与电网单元和编码器单元连接，将双馈电机单元的转子通过变流器单元与电网单元连接，并将双馈电机单元、变流器单元和电网单元分别与测量单元连接；

将测量单元通过数据处理单元与显示存储单元连接。

10.根据权利要求8或9所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真装置，其特征在于，所述仿真模块具体用于：

基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压跌落过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第一仿真结果；

基于所述控制硬件在环仿真模型，在电网电压升高过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第二仿真结果；

基于所述控制硬件在环仿真模型，在直流换相失败过程中对双馈风电机组进行电磁暂态实时仿真，得到第三仿真结果。

11.根据权利要求10所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：

基于所述第一仿真结果得到电网电压跌落过程中电网电压波形和双馈机组发出的容性无功功率波形各自的变化趋势；

基于所述变化趋势，得到电网电压跌落过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

12.根据权利要求10所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：

基于所述第二仿真结果得到电网电压升高过程中电网电压波形和双馈机组发出的感性无功功率波形各自的变化趋势；

基于所述变化趋势，得到电网电压升高过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

13.根据权利要求10所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：

基于所述第三仿真结果得到直流换相失败过程中电网电压波形、双馈机组发出的容性无功功率波形和感性无功功率波形各自的变化趋；

基于所述变化趋势，得到直流换相失败过程中双馈风电机组的暂态无功特性。

14.根据权利要求8所述的双馈风电机组暂态无功特性仿真装置，其特征在于，所述双馈风电机组包括双馈电机单元和变流器单元；

所述编码器单元为32位编码器；

所述双馈电机单元采用五阶电机模型，所述五阶电机模型基于转子开口电压模拟转子暂态特性。