CN110188466A - 一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统 - Google Patents

一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110188466A
CN110188466A CN201910461239.1A CN201910461239A CN110188466A CN 110188466 A CN110188466 A CN 110188466A CN 201910461239 A CN201910461239 A CN 201910461239A CN 110188466 A CN110188466 A CN 110188466A
Authority
CN
China
Prior art keywords
double
rotor
stator
fed blower
current transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910461239.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110188466B (zh
Inventor
来文青
罗永志
唐健
王艳辉
董晓亮
田旭
谢小荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
State Grid Corp of China SGCC
North China Grid Co Ltd
East Inner Mongolia Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Tsinghua University
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
State Grid Corp of China SGCC
North China Grid Co Ltd
East Inner Mongolia Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University, China University of Mining and Technology Beijing CUMTB, State Grid Corp of China SGCC, North China Grid Co Ltd, East Inner Mongolia Electric Power Co Ltd filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201910461239.1A priority Critical patent/CN110188466B/zh
Publication of CN110188466A publication Critical patent/CN110188466A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110188466B publication Critical patent/CN110188466B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/36—Circuit design at the analogue level
    • G06F30/367—Design verification, e.g. using simulation, simulation program with integrated circuit emphasis [SPICE], direct methods or relaxation methods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明公开一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统。方法包括：获取设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压；计算双馈风机的理论参数；将得到的理论参数作为双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第一阶段的输入，得到GSC和RSC双闭环控制中的积分输出，完成第一初始化阶段；获取双馈风机的控制环输出参数；计算GSC的dq轴输出电压和RSC的dq轴输出电压；将控制环输出参数、GSC的dq轴输出电压和RSC的dq轴输出电压作为信号选择器第二阶段的输入，得到GSC和RSC双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段。本发明可以使双馈风机直接运行于给定的稳定状态，减少初始化过程消耗的仿真时间和存储空间。

Description

一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统
技术领域
本发明涉及双馈风机电磁暂态仿真领域，特别是涉及一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统。
背景技术
电磁暂态仿真的优点在于仿真步长小(通常在微秒级)，可以对建立的模型进行精细化的仿真，因而在双馈风机的相关研究中得到广泛的应用。在电磁暂态仿真开始的时刻，各个电路元件的电压、电流以及功率全部为零，并且控制策略中具有累计功能的环节(比如积分环节)均为零。而仿真稳定运行时，各个电路元件的电压、电流以及功率，控制策略中的积分环节应该达到一个稳定值。从仿真开始到达到稳定值的过程可以称为模型的初始化过程。
电磁暂态仿真都需要对模型进行初始化。现有的初始化方法都是通过电磁暂态仿真本身，由于双馈风机电路及控制策略的约束，经过一段较长的仿真时间后，达到稳定运行状态。这种初始化方法主要有以下缺点：1)模型的初始化需要消耗大量的仿真时间以及存储空间；2)较大的模型可能无法稳定运行到潮流计算给出的稳态运行点，也就是说，无法使稳态时仿真模型输出的有功功率、无功功率以及机端电压与潮流计算得到的有功功率、无功功率以及机端电压相同；3)对于包含多个双馈风机的复杂仿真模型，多个双馈风机同时初始化，可能会出现仿真发散及跑飞的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统，根据设定的双馈风机有功功率、无功功率以及机端电压，反推出双馈风机各个部分的电压、电流以及控制策略中积分环节的输出，使得双馈风机能够直接运行于给定的稳定状态，减少因双馈风机初始化过程而消耗的仿真时间和存储空间，避免出现模型直接跑飞的情况。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法，包括：
获取设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压；
根据所述设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压，得到所述双馈风机的理论参数；所述理论参数包括所述双馈风机的定子的dq轴电流、转子的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电压和转子侧变流器的dq轴电压；
将得到的理论参数作为双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第一阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第一初始化阶段；
获取所述双馈风机的控制环输出参数，所述控制环输出参数包括定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流和转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流；
根据所述控制环输出参数，得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压；
将所述控制环输出参数、所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压作为所述双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第二阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段；所述第二初始化阶段在所述第一初始化阶段之后执行。
可选的，所述根据所述设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压，得到所述双馈风机的理论参数，具体包括：
根据所述双馈风机中定子输出有功功率与双馈风机的有功功率及转差率的关系，计算得到所述双馈风机的定子的dq轴电流；
根据所述定子的dq轴电流和所述机端电压，计算得到所述双馈风机的转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压；
根据所述转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压，计算得到转子侧变流器的有功功率、定子侧变流器的有功功率和定子侧变流器的无功功率；
根据所述定子侧变流器的有功功率、所述定子侧变流器的无功功率和所述机端电压，计算得到定子侧变流器的dq轴电流和定子侧变流器的dq轴电压。
可选的，所述根据所述控制环输出参数，得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压，具体包括：
根据所述转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到定子的dq轴输出电流；
根据所述定子的dq轴输出电流，计算得到所述转子侧变流器的dq轴输出电压；
根据所述定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压。
可选的，所述得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段，之后还包括：
解锁电机转速，使能转子侧变流器和定子侧变流器的电流跟踪控制环，所述定子侧变流器和转子侧变流器的输出电压由电流跟踪控制策略生成，完成初始化。
本发明还提供一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化系统，包括：
双馈风机参数获取模块，用于获取设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压；
双馈风机理论参数获取模块，用于根据所述设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压，得到所述双馈风机的理论参数；所述理论参数包括所述双馈风机的定子的dq轴电流、转子的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电压和转子侧变流器的dq轴电压；
第一初始化模块，用于将得到的理论参数作为双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第一阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第一初始化阶段；
控制环输出参数获取模块，用于获取所述双馈风机的控制环输出参数，所述控制环输出参数包括定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流和转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流；
输出电压获取模块，用于根据所述控制环输出参数，得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压；
第二初始化模块，用于将所述控制环输出参数、所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压作为所述双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第二阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段；所述第二初始化阶段在所述第一初始化阶段之后执行。
可选的，所述双馈风机理论参数获取模块具体包括：
定子的dq轴电流计算单元，用于根据所述双馈风机中定子输出有功功率与双馈风机的有功功率及转差率的关系，计算得到所述双馈风机的定子的dq轴电流；
转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压计算单元，用于根据所述定子的dq轴电流和所述机端电压，计算得到所述双馈风机的转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压；
功率计算单元，用于根据所述转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压，计算得到转子侧变流器的有功功率、定子侧变流器的有功功率和定子侧变流器的无功功率；
定子侧变流器的dq轴电流和dq轴电压计算单元，用于根据所述定子侧变流器的有功功率、所述定子侧变流器的无功功率和所述机端电压，计算得到定子侧变流器的dq轴电流和定子侧变流器的dq轴电压。
可选的，所述输出电压获取模块具体包括：
定子的dq轴输出电流计算单元，用于根据所述转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到定子的dq轴输出电流；
转子侧变流器的dq轴输出电压计算单元，用于根据所述定子的dq轴输出电流，计算得到所述转子侧变流器的dq轴输出电压；
定子侧变流器的dq轴输出电压计算单元，用于根据所述定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压。
可选的，所述系统还包括：
使能模块，用于在得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段之后，解锁电机转速，使能转子侧变流器和定子侧变流器的电流跟踪控制环，所述定子侧变流器和转子侧变流器的输出电压由电流跟踪控制策略生成，完成初始化。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明根据仿真达到稳态时，双馈风机与外部电路之间接口处的电压、功率值，反推计算出双馈风机内部各个电气元件的电压、电流以及控制策略中积分环节的输出，使得双馈风机可以直接地达到稳定状态，避免由于初始化过程所消耗的仿真时间和存储空间，以及复杂模型无法稳定运行的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法的流程示意图；
图2为本发明双馈风机电磁暂态仿真的初始化系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法的流程示意图。如图1所示，所述双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法包括以下步骤：
步骤100：获取设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压。当电磁暂态仿真模型达到稳定状态时，双馈风机与外部电路之间接口处的电压、功率值等达到设定值。
步骤200：根据设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压，得到双馈风机的理论参数。所述理论参数包括所述双馈风机的定子的dq轴电流、转子的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电压和转子侧变流器的dq轴电压。此步骤为电磁暂态仿真模型达到稳态时，根据双馈风机的电压与功率值，利用公式反推计算双馈风机内部的各个理论参数的具体数值。具体计算过程如下：
Step1：根据所述双馈风机中定子输出有功功率与双馈风机的有功功率及转差率的关系，计算得到所述双馈风机的定子的dq轴电流。公式如下：
定子的d轴电流为：
定子的q轴电流为：Isq0*＝0；
其中，定子输出有功功率转差率sp0*＝1-ωr0*，PDFIG0*为双馈风机总输出有功功率标幺值，采用电动机惯例，以输入双馈风机为正；ωr0*为异步电机转速标幺值；Us0*为定子线电压有效值标幺值；
Step2：根据所述定子的dq轴电流和所述机端电压，计算得到所述双馈风机的转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压。公式如下：
转子的d轴电流为：
转子的q轴电流为：
转子侧变流器(RSC)的d轴电压为：
转子侧变流器(RSC)的dq轴电压为：
其中，Lls*为定子漏感标幺值，Llr*为转子漏感标幺值，Lm*为定转子互感标幺值，Rs*为定子电阻标幺值，Rrr*为转子电阻标幺值，Rcr*为RSC连接电阻标幺值，Lcr*为RSC连接电感标幺值，Rcg*为GSC连接电阻标幺值，Lcg*为GSC连接电感标幺值，Lss*＝Lls*+Lm*，Lrr*＝Llr*+Lm*+Lcr*，Rr*＝Rrr*+Rcr*。
Step3：根据所述转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压，计算得到转子侧变流器的有功功率、定子侧变流器的有功功率和定子侧变流器的无功功率。公式如下：
RSC的有功功率为：Pcr0*＝Ucrd0*Ird0*+Ucrq0*Irq0*；
定子侧变流器(GSC)的有功功率为：Pcg0*＝-Pcr0*；
定子侧变流器(GSC)的无功功率为：Qcg0*＝-QDFIG0*；其中，QDFIG0*为双馈风机总输出无功功率标幺值，采用电动机惯例，以输入双馈风机为正。
Step4：根据所述定子侧变流器的有功功率、所述定子侧变流器的无功功率和所述机端电压，计算得到定子侧变流器的dq轴电流和定子侧变流器的dq轴电压。公式如下：
GSC的d轴电流为：
GSC的q轴电流为：
GSC的d轴电压为：Ucgd0*＝Us0*+Rcg*Icgd0*-Lcg*Icgq0*；
GSC的q轴电压为：Ucgq0*＝Rcg*Icgq0*+Lcg*Icgd0*。
步骤300：将得到的理论参数作为双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第一阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第一初始化阶段。根据反推计算得到的双馈风机内部的各个理论参数的具体数值生成双闭环控制中的积分输出，此时在定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制下，双馈风机可以直接达到稳定状态时各个理论参数的数值。
第一初始化阶段，计算定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出的公式如下：
RSC外环积分环节输出：
d轴：Intrsc_d_ext＝Ird0*；q轴：Intrsc_q_ext＝Irq0*；
GSC外环积分环节输出：
d轴：Intgsc_d_ext＝Icgd0*；q轴：Intgsc_q_ext＝Icgq0*；
RSC内环积分环节输出
d轴：Ioutrsc_d_int＝Ucrd0*-sp0*Us0*+Lrr*Irq0*；q轴：Ioutrsc_q_int＝Ucrq0*-Lrr*Ird0*；
GSC内环积分环节输出
d轴：Ioutgsc_d_int＝Ucgd0*-Us0*+Lcg*Icgq0*；q轴：Ioutgsc_q_int＝Ucgq0*-Lcg*Icgd0*；
步骤400：获取双馈风机的控制环输出参数。所述控制环输出参数包括定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流和转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流。当第一初始化阶段后，解锁直流电压，使能定子侧变流器和转子侧变流器的外环控制环。此时进入第二初始化阶段，第二初始化阶段需要结合控制环的输出参数生成控制策略。
步骤500：根据控制环输出参数，得到定子侧变流器的dq轴输出电压和转子侧变流器的dq轴输出电压。具体过程如下：
(1)根据所述转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到定子的dq轴输出电流。公式如下：
定子的d轴输出电流为：
定子的q轴输出电流为：
其中，RSC的d轴外环生成的d轴参考电流为Irdref*，q轴外环生成的q轴参考电流为Irqref*。
(2)根据所述定子的dq轴输出电流，计算得到所述转子侧变流器的dq轴输出电压。公式如下：
d轴：
q轴:
(3)根据所述定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压。公式如下：
GSC的d轴输出电压：Ucgdref*＝Us0*+Rcg*Icgdref*-Lcg*Icgqref*；
GSC的q轴输出电压：Ucgqref*＝Rcg*Icgqref*+Lcg*Icgdref*；
其中，GSC的d轴外环生成的d轴参考电流为Icgdref*，q轴外环生成的q轴参考电流为Icgqref*。
步骤600：将控制环输出参数、定子侧变流器的dq轴输出电压和转子侧变流器的dq轴输出电压作为双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第二阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段。所述第二初始化阶段在所述第一初始化阶段之后执行。根据第二初始化阶段的双闭环控制策略，双馈风机一直处于稳定状态，当第二初始化阶段结束后，解锁电机转速，使能定子侧变流器和转子侧变流器的电流跟踪控制环，定子侧变流器和转子侧变流器的输出电压由电流跟踪控制策略生成，初始化完成，可以进行正常的仿真过程。
第二初始化阶段，计算定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出的公式如下：
RSC内环积分环节输出
d轴：Ioutrsc_d_int＝Ucrdref*-sp0*Us0*+Lrr*Irq0*；q轴：Ioutrsc_q_int＝Ucrqref*-Lrr*Ird0*；
GSC内环积分环节输出
d轴Ioutgsc_d_int＝Ucgdref*-Us0*+Lcg*Icgqref*；q轴：Ioutgsc_q_int＝Ucgqref*-Lcg*Icgdref*。
对应于图1所示的双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法，本发明还提供一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化系统，图2为本发明双馈风机电磁暂态仿真的初始化系统的结构示意图。如图2所示，所述双馈风机电磁暂态仿真的初始化系统包括以下结构：
双馈风机参数获取模块201，用于获取设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压；
双馈风机理论参数获取模块202，用于根据所述设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压，得到所述双馈风机的理论参数；所述理论参数包括所述双馈风机的定子的dq轴电流、转子的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电压和转子侧变流器的dq轴电压；
第一初始化模块203，用于将得到的理论参数作为双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第一阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第一初始化阶段；
控制环输出参数获取模块204，用于获取所述双馈风机的控制环输出参数，所述控制环输出参数包括定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流和转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流；
输出电压获取模块205，用于根据所述控制环输出参数，得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压；
第二初始化模块206，用于将所述控制环输出参数、所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压作为所述双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第二阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段；所述第二初始化阶段在所述第一初始化阶段之后执行。
所述双馈风机理论参数获取模块202具体包括：
定子的dq轴电流计算单元，用于根据所述双馈风机中定子输出有功功率与双馈风机的有功功率及转差率的关系，计算得到所述双馈风机的定子的dq轴电流；
转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压计算单元，用于根据所述定子的dq轴电流和所述机端电压，计算得到所述双馈风机的转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压；
功率计算单元，用于根据所述转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压，计算得到转子侧变流器的有功功率、定子侧变流器的有功功率和定子侧变流器的无功功率；
定子侧变流器的dq轴电流和dq轴电压计算单元，用于根据所述定子侧变流器的有功功率、所述定子侧变流器的无功功率和所述机端电压，计算得到定子侧变流器的dq轴电流和定子侧变流器的dq轴电压。
所述输出电压获取模块205具体包括：
定子的dq轴输出电流计算单元，用于根据所述转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到定子的dq轴输出电流；
转子侧变流器的dq轴输出电压计算单元，用于根据所述定子的dq轴输出电流，计算得到所述转子侧变流器的dq轴输出电压；
定子侧变流器的dq轴输出电压计算单元，用于根据所述定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压。
所述系统还包括：
使能模块，用于在得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段之后，解锁电机转速，使能转子侧变流器和定子侧变流器的电流跟踪控制环，所述定子侧变流器和转子侧变流器的输出电压由电流跟踪控制策略生成，完成初始化。
本发明根据设定的双馈风机有功功率、无功功率以及机端电压，反推出双馈风机各个部分的电压、电流以及控制策略中积分环节的输出，使得双馈风机能够直接运行于给定的稳定状态，减少因双馈风机初始化过程而消耗的仿真时间和存储空间，避免出现模型直接跑飞的情况。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法，其特征在于，包括：
获取设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压；
根据所述设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压，得到所述双馈风机的理论参数；所述理论参数包括所述双馈风机的定子的dq轴电流、转子的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电压和转子侧变流器的dq轴电压；
将得到的理论参数作为双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第一阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第一初始化阶段；
获取所述双馈风机的控制环输出参数，所述控制环输出参数包括定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流和转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流；
根据所述控制环输出参数，得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压；
将所述控制环输出参数、所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压作为所述双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第二阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段；所述第二初始化阶段在所述第一初始化阶段之后执行。
2.根据权利要求1所述的双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法，其特征在于，所述根据所述设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压，得到所述双馈风机的理论参数，具体包括：
根据所述双馈风机中定子输出有功功率与双馈风机的有功功率及转差率的关系，计算得到所述双馈风机的定子的dq轴电流；
根据所述定子的dq轴电流和所述机端电压，计算得到所述双馈风机的转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压；
根据所述转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压，计算得到转子侧变流器的有功功率、定子侧变流器的有功功率和定子侧变流器的无功功率；
根据所述定子侧变流器的有功功率、所述定子侧变流器的无功功率和所述机端电压，计算得到定子侧变流器的dq轴电流和定子侧变流器的dq轴电压。
3.根据权利要求1所述的双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法，其特征在于，所述根据所述控制环输出参数，得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压，具体包括：
根据所述转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到定子的dq轴输出电流；
根据所述定子的dq轴输出电流，计算得到所述转子侧变流器的dq轴输出电压；
根据所述定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压。
4.根据权利要求1所述的双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法，其特征在于，所述得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段，之后还包括：
解锁电机转速，使能转子侧变流器和定子侧变流器的电流跟踪控制环，所述定子侧变流器和转子侧变流器的输出电压由电流跟踪控制策略生成，完成初始化。
5.一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化系统，其特征在于，包括：
双馈风机参数获取模块，用于获取设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压；
双馈风机理论参数获取模块，用于根据所述设定的双馈风机的有功功率、无功功率和机端电压，得到所述双馈风机的理论参数；所述理论参数包括所述双馈风机的定子的dq轴电流、转子的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电流、定子侧变流器的dq轴电压和转子侧变流器的dq轴电压；
第一初始化模块，用于将得到的理论参数作为双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第一阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第一初始化阶段；
控制环输出参数获取模块，用于获取所述双馈风机的控制环输出参数，所述控制环输出参数包括定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流和转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流；
输出电压获取模块，用于根据所述控制环输出参数，得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压；
第二初始化模块，用于将所述控制环输出参数、所述定子侧变流器的dq轴输出电压和所述转子侧变流器的dq轴输出电压作为所述双馈风机电磁暂态仿真模型中信号选择器第二阶段的输入，得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段；所述第二初始化阶段在所述第一初始化阶段之后执行。
6.根据权利要求5所述的双馈风机电磁暂态仿真的初始化系统，其特征在于，所述双馈风机理论参数获取模块具体包括：
定子的dq轴电流计算单元，用于根据所述双馈风机中定子输出有功功率与双馈风机的有功功率及转差率的关系，计算得到所述双馈风机的定子的dq轴电流；
转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压计算单元，用于根据所述定子的dq轴电流和所述机端电压，计算得到所述双馈风机的转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压；
功率计算单元，用于根据所述转子的dq轴电流和转子侧变流器的dq轴电压，计算得到转子侧变流器的有功功率、定子侧变流器的有功功率和定子侧变流器的无功功率；
定子侧变流器的dq轴电流和dq轴电压计算单元，用于根据所述定子侧变流器的有功功率、所述定子侧变流器的无功功率和所述机端电压，计算得到定子侧变流器的dq轴电流和定子侧变流器的dq轴电压。
7.根据权利要求5所述的双馈风机电磁暂态仿真的初始化系统，其特征在于，所述输出电压获取模块具体包括：
定子的dq轴输出电流计算单元，用于根据所述转子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到定子的dq轴输出电流；
转子侧变流器的dq轴输出电压计算单元，用于根据所述定子的dq轴输出电流，计算得到所述转子侧变流器的dq轴输出电压；
定子侧变流器的dq轴输出电压计算单元，用于根据所述定子侧变流器的dq轴外环生成的参考电流，计算得到所述定子侧变流器的dq轴输出电压。
8.根据权利要求5所述的双馈风机电磁暂态仿真的初始化系统，其特征在于，所述系统还包括：
使能模块，用于在得到定子侧变流器和转子侧变流器双闭环控制中的积分输出，完成第二初始化阶段之后，解锁电机转速，使能转子侧变流器和定子侧变流器的电流跟踪控制环，所述定子侧变流器和转子侧变流器的输出电压由电流跟踪控制策略生成，完成初始化。
CN201910461239.1A 2019-05-30 2019-05-30 一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统 Expired - Fee Related CN110188466B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910461239.1A CN110188466B (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910461239.1A CN110188466B (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110188466A true CN110188466A (zh) 2019-08-30
CN110188466B CN110188466B (zh) 2020-09-29

Family

ID=67718848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910461239.1A Expired - Fee Related CN110188466B (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110188466B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103034763A (zh) * 2012-12-12 2013-04-10 上海市电力公司 大容量风电场风机聚合模型建立和仿真方法
CN103207924A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 华锐风电科技(集团)股份有限公司 风力发电机组机械暂态与电气暂态混合仿真系统及方法
CN103760779A (zh) * 2014-01-24 2014-04-30 广西电网公司电力科学研究院 一种直驱风力发电机组动态仿真模拟系统
CN106655117A (zh) * 2016-10-26 2017-05-10 华南理工大学 一种短路故障下双馈风机的等效仿真控制方法
CN106842987A (zh) * 2017-02-26 2017-06-13 上海交通大学 直驱型风力发电机组的机电暂态建模方法
CN108595861A (zh) * 2018-04-28 2018-09-28 河海大学 基于psasp直驱风电机组简化建模及参数辨识方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103207924A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 华锐风电科技(集团)股份有限公司 风力发电机组机械暂态与电气暂态混合仿真系统及方法
CN103034763A (zh) * 2012-12-12 2013-04-10 上海市电力公司 大容量风电场风机聚合模型建立和仿真方法
CN103760779A (zh) * 2014-01-24 2014-04-30 广西电网公司电力科学研究院 一种直驱风力发电机组动态仿真模拟系统
CN106655117A (zh) * 2016-10-26 2017-05-10 华南理工大学 一种短路故障下双馈风机的等效仿真控制方法
CN106842987A (zh) * 2017-02-26 2017-06-13 上海交通大学 直驱型风力发电机组的机电暂态建模方法
CN108595861A (zh) * 2018-04-28 2018-09-28 河海大学 基于psasp直驱风电机组简化建模及参数辨识方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NIKOLAY NIKOLAEV 等: "Two-stage Approach for the Initialization of Doubly-fed Induction Generator Models", 《INTERNATIONAL SCIENTIFIC SYMPOSIUM "ELECTRICAL POWER ENGINEERING 2014》 *
安邦 等: "直驱永磁同步风电机组电磁暂态模型降阶分析", 《电力系统及其自动化学报》 *
张东辉 等: "PSS/E 的自定义建模及其仿真研究", 《电力系统保护与控制》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110188466B (zh) 2020-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103853891A (zh) 一种基于有限元分析的变参数永磁同步电动机建模方法
CN108011381A (zh) 一种风储一体化系统调频控制方法
CN105488315B (zh) 风力发电机并网产生次同步振荡的分析方法
CN105811825A (zh) 基于电流补偿的虚拟同步发电机功率解耦方法
CN104079228A (zh) 双馈异步电机的带阻尼的隐式梯形积分电磁暂态建模方法
CN112542855B (zh) 一种双馈风力发电系统相量模型建模及仿真方法
CN112464391B (zh) 一种柴油发电机组哈密顿模型的建立方法
CN105512367A (zh) 并网火电机组一次调频转速不等率的临界稳定值确定方法
CN111049178A (zh) 一种直驱永磁风电机组经vsc-hvdc并网稳定控制分析方法
CN112787325A (zh) 基于李雅普诺夫直接法的永磁同步风力发电机暂态同步稳定性的定量评估方法
Liang et al. The modeling and numerical simulations of wind turbine generation system with free vortex method and simulink
CN104135203B (zh) 基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法
CN103259483B (zh) 一种永磁同步电机控制方法
CN110188466A (zh) 一种双馈风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统
CN110165703A (zh) 一种永磁直驱风机电磁暂态仿真的初始化方法及系统
Achitaev et al. Application of electromagnetic continuous variable transmission in hydraulic turbines to increase stability of an off-grid power system
Zou et al. A novel maximum power points tracking (MPPT) operation of doubly-fed induction generator (DFIG) wind power system
Karthik et al. Initialization of doubly-fed induction generator wind turbines using noniterative method
CN109586639A (zh) 一种变频器矢量控制方法、系统及装置
CN114282353A (zh) 双馈风机简化电磁暂态仿真模型、方法、终端及介质
Yanto et al. Modeling and control of household-size vertical axis wind turbine and electric power generation system
CN115494726B (zh) 全功率变流可变速抽水蓄能机组动态特性仿真建模方法
CN109830988A (zh) 一种用于v2g系统的虚拟同步控制方法及系统
Zulkifli et al. Linear generator models in simulink block
Xie et al. Modeling and Simulation of Mechanical and Electrical Transient of Variable-Speed Pumped Storage Units

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200929