CN112186815A - 直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统及方法 - Google Patents
直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112186815A CN112186815A CN202010972129.4A CN202010972129A CN112186815A CN 112186815 A CN112186815 A CN 112186815A CN 202010972129 A CN202010972129 A CN 202010972129A CN 112186815 A CN112186815 A CN 112186815A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- voltage
- value
- ride
- multiplier
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 51
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 22
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 claims 4
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- WXOMTJVVIMOXJL-BOBFKVMVSA-A O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)OS(=O)(=O)OC[C@H]1O[C@@H](O[C@]2(COS(=O)(=O)O[Al](O)O)O[C@H](OS(=O)(=O)O[Al](O)O)[C@@H](OS(=O)(=O)O[Al](O)O)[C@@H]2OS(=O)(=O)O[Al](O)O)[C@H](OS(=O)(=O)O[Al](O)O)[C@@H](OS(=O)(=O)O[Al](O)O)[C@@H]1OS(=O)(=O)O[Al](O)O Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)O.O[Al](O)OS(=O)(=O)OC[C@H]1O[C@@H](O[C@]2(COS(=O)(=O)O[Al](O)O)O[C@H](OS(=O)(=O)O[Al](O)O)[C@@H](OS(=O)(=O)O[Al](O)O)[C@@H]2OS(=O)(=O)O[Al](O)O)[C@H](OS(=O)(=O)O[Al](O)O)[C@@H](OS(=O)(=O)O[Al](O)O)[C@@H]1OS(=O)(=O)O[Al](O)O WXOMTJVVIMOXJL-BOBFKVMVSA-A 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
- H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
- H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
本发明提供了一种直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统及方法，所述系统包括判断高电压穿越模块，用于确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，并形成高穿触发信号；高穿时刻电流锁定模块，用于确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，若是，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值；高穿阶段无功电流控制模块，用于根据高穿触发信号将高电压穿越状态的无功电流指令值或常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出；高穿阶段有功电流控制模块，用于根据高穿触发信号将常规电流参考值或所述有功电流高穿时刻锁定值作为有功电流指令值输出，本发明可准确复现实际直驱风机的高电压穿越特性。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统实验技术领域，尤其涉及一种直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统及方法。
背景技术
随着风电机组在电力系统中的应用越来越多，获取风电机组的准确模型已经成为电力系统仿真领域的一项重要任务。直驱风机作为一种典型的风力发电机组机型，在全国各地范围内风电场的应用比例越来越高，因此对直驱风机进行准确模拟非常重要。而随着电力系统的发展，电网对直驱风机的并网要求也在日益更新，尤其是对直驱风机的高电压穿越特性要求，近几年有了显著变化。不同地区的电网甚至提出了不同的要求。为应对这种变化，对直驱风机的高电压穿越进行准确模拟十分必要。而直驱风机在高电压穿越特性对电力系统的电压和频率特性都有着重要的影响，因此对直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性进行模拟是一项十分关键的工作。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统，准确复现实际直驱风机的高电压穿越特性。本发明的另一个目的在于提供一种直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟方法。本发明的再一个目的在于提供一种计算机设备。本发明的还一个目的在于提供一种可读介质。
为了达到以上目的，本发明一方面公开了一种直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统，包括判断高电压穿越模块、高穿时刻电流锁定模块、高穿阶段无功电流控制模块和高穿阶段有功电流控制模块；
所述判断高电压穿越模块用于根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，并形成对应的高穿触发信号；
所述高穿时刻电流锁定模块用于根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，若是，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值；
所述高穿阶段无功电流控制模块用于根据电压计算标准值、机端正序电压和机端负序电压得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值，根据所述高穿触发信号将所述高电压穿越状态的无功电流指令值或常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出；
所述高穿阶段有功电流控制模块用于根据所述高穿触发信号将常规电流参考值或所述有功电流高穿时刻锁定值作为有功电流指令值输出。
优选的，所述判断高电压穿越模块包括：
第一高穿判断单元，用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第一电压参考值，若所述机端第一电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第一输出信号；
电压保持单元，用于确定所述第一高穿判断单元持续输出第一输出信号的时长；
第一信号输出单元，用于当所述第一输出信号的时长大于等于预设时间阈值时，输出第一电平的高穿触发信号。
优选的，
所述第一高穿判断单元包括第一加法器和第一迟滞电路，其中，所述第一加法器的两个信号输入端分别用于接收机端正序电压和机端负序电压，信号输出端与所述第一迟滞电路的信号输入端连接；
所述第一加法器用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第一电压参考值；所述第一迟滞电路用于若所述第一电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第一输出信号；
所述电压保持单元包括第一采样保持电路、第二加法器和第一信号选择电路，其中，所述第一采样保持电路的使能信号输入端与所述第一迟滞电路的信号输出端连接，信号输入端与时钟信号端连接，信号输出端与所述第二加法器的一个信号输入端连接，第二加法器的另一个信号输入端与时钟信号端连接，所述第二加法器的信号输出端与所述第一信号选择电路的第一信号输入端连接，所述第一信号选择电路的第二信号输入端接第二电平，判断信号输入端与所述第一迟滞电路的信号输出端连接；
所述第一采样保持电路用于当接收到所述第一输出信号时，将所述时钟信号端的当前时间作为信号起始时间输出至所述第二加法器；所述第二加法器用于对时钟信号端的实时时间和所述信号起始时间作差得到第一输出信号的持续时间；所述第一信号选择电路用于当第一迟滞电路输出第一输出信号时，将所述第一输出信号的持续时间输出至所述第一信号输出单元；
所述第一信号输出单元包括第二信号选择电路和第一乘法器，其中，所述第二信号选择电路用于当所述第一输出信号的时长大于等于预设时间阈值时，输出第一输出信号；所述第一乘法器用于将所述第一输出信号和所述第一迟滞电路信号输出端输出的信号相乘得到所述高穿触发信号。
优选的，所述高穿时刻电流锁定模块包括：
第二高穿判断单元，用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第一电压参考值，若所述机端第一电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第一输出信号；
第二信号输出单元，用于若第二高穿判断单元输出第一输出信号，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值。
优选的，所述第二高穿判断单元包括第三加法器和第二迟滞电路，其中，所述第三加法器的两个信号输入端分别用于接收机端正序电压和机端负序电压，信号输出端与所述第二迟滞电路的信号输入端连接；
所述第三加法器用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第二电压参考值；
所述第二迟滞电路用于若所述第二电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第二输出信号；
所述第二信号输出单元包括低通滤波电路、第二乘法器和第二采样保持电路，其中，所述低通滤波电路的信号输入端用于接收有功电流参考信号，信号输出端与所述第二乘法器的信号输入端连接，第二乘法器的信号输出端与第二采样保持电路的信号输入端连接，所述第二采样保持电路的使能信号输入端与所述第二迟滞电路的信号输出端连接，信号输出端用于输出处理后的有功电流参考信号。
所述低通滤波电路用于对有功电流参考信号进行低通滤波；所述第二乘法器用于将低通滤波后的有功电流参考信号按第一预设比例缩放得到处理后的有功电流参考信号；所述第二采样保持电路用于若所述第二迟滞电路输出第二输出信号，输出所述处理后的有功电流参考信号。
优选的，所述高穿阶段无功电流控制模块包括：
第一信号处理单元，用于根据电压计算标准值、机端正序电压和机端负序电压得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值；
第二信号处理单元，用于根据无功参考值和无功测量值得到常规状态无功电流参考值；
第三信号输出单元，用于根据所述高穿触发信号将所述高电压穿越状态的无功电流指令值或常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出。
优选的，所述第一信号处理单元包括第四加法器、第三乘法器和第四乘法器，其中，所述第四加法器的三个信号输入端分别用于接收机端正序电压、机端负序电压和电压计算标准值，信号输出端与所述第三乘法器的第一信号输入端连接；所述第三乘法器的第二信号输入端用于接收无功电流计算比值，信号输出端与所述第四乘法器的第一信号输入端连接；所述第四乘法器的第二信号输入端用于接收高穿触发信号；
所述第四加法器用于采用电压计算标准值减去机端正序电压和机端负序电压得到第一中间值；所述第三乘法器用于将所述无功电流计算比值与所述第一中间值相乘得到第二中间值；所述第四乘法器用于将所述第二中间值与所述高穿触发信号相乘得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值；
所述第二信号处理单元包括第五加法器、第五乘法器和第一PI控制器，其中，所述第五加法器的两个信号输入端分别用于接收所述无功参考值和所述无功测量值，信号输出端与所述第五乘法器的信号输入端连接；所述第五乘法器的信号输出端与所述第一PI控制器的信号输入端连接；
所述第五加法器用于采用所述无功参考值减去所述无功测量值得到第三中间值；所述第五乘法器用于将第三中间值按第二预设比例缩放得到第四中间值；所述第一PI控制器用于对所述第四中间值进行PI调节得到常规状态无功电流参考值；
所述第三信号输出单元包括第三信号选择电路，所述第三信号选择电路的两个信号输入端分别用于接收所述高电压穿越状态的无功电流指令值和常规状态无功电流参考值，判断信号输入端用于接收所述高穿触发信号，信号输出端用于输出无功电流指令值。
优选的，所述高穿阶段有功电流控制模块包括：
第四信号处理单元，用于根据直流电压指令值和直流电压实际值得到常规状态有功电流参考值；
第五信号处理单元，用于根据所述有功电流高穿时刻锁定值得到风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值；
第六信号处理单元，用于根据所述高穿触发信号将所述常规状态有功电流参考值或所述风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值作为有功电流指令值输出。
优选的，所述第四信号处理单元包括第六加法器、第七乘法器和第二PI控制器，所述第六加法器的两个信号输入端分别用于接收直流电压指令值和直流电压实际值，信号输出端与第七乘法器的信号输入端连接，所述第七乘法器的信号输出端与所述第二PI控制器的信号输入端连接；
所述第六加法器用于将直流电压指令值减去直流电压实际值得到第五中间值并输入所述第七乘法器；所述第七乘法器用于将第五中间值乘以基值转换系数后得到第六中间值；所述第二PI控制器用于对所述第四中间值进行PI调节得到常规状态有功电流参考值；
所述第五信号处理单元包括第六乘法器，所述第六乘法器的信号输入端用于接收所述有功电流高穿时刻锁定值，用于将有功电流高穿时刻锁定值乘以比例系数得到风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值；
所述第六信号处理单元包括第四信号选择电路，所述第四信号选择电路的第一信号输入端与所述第六乘法器的信号输出端连接，第二信号输入端与所述第二PI控制器的信号输出端连接，判断信号输入端用于接收所述高穿触发信号，用于当所述高穿触发信号为第一电平时，将所述风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值作为有功电流指令值输出，否则，将所述常规状态有功电流参考值作为有功电流指令值输出。
本发明还公开了一种直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟方法，包括：
根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，并形成对应的高穿触发信号；
根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，若是，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值；
根据电压计算标准值、机端正序电压和机端负序电压得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值，根据所述高穿触发信号将所述高电压穿越状态的无功电流指令值或常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出；
根据所述高穿触发信号将常规电流参考值或所述有功电流高穿时刻锁定值作为有功电流指令值输出。
本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，
所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法。
本发明还公开了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，
该程序被处理器执行时实现如上所述方法。
本发明提出一种直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟方案。本发明可应用于直驱风机在高电压故障过程中以及之后的有功特性分析以及其对系统稳定性的影响研究，为研究直驱风机入电力系统后对系统频率稳定、电压稳定等多种稳定性的影响奠定了坚实基础。
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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统一个具体实施例的结构图；
图2示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统一个具体实施例判断高电压穿越模块的结构图；
图3示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统一个具体例子中判断高电压穿越模块的电路结构图；
图4示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统一个具体实施例高穿时刻电流锁定模块的结构图；
图5示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统一个具体例子中高穿时刻电流锁定模块的电路结构图；
图6示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统一个具体实施例高穿阶段无功电流控制模块的结构图；
图7示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统一个具体例子中高穿阶段无功电流控制模块的电路结构图；
图8示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统一个具体实施例高穿阶段有功电流控制模块的结构图；
图9示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统一个具体例子中高穿阶段有功电流控制模块的电路结构图；
图10(a)-图10(c)示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统与RT-Lab实验系统在大风工况下的测试结果对比图；
图11(a)-图11(c)示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统与RT-Lab实验系统在小风工况下的测试结果对比图；
图12示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟方法一个具体实施例的流程图；
图13示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟方法一个具体实施例S100的流程图；
图14示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟方法一个具体实施例S200的流程图；
图15示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟方法一个具体实施例S300的流程图；
图16示出本发明直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟方法一个具体实施例S400的流程图；
图17示出适于用来实现本发明实施例的计算机设备的结构示意图。
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。
根据本发明的一个方面，本实施例公开了一种直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统。如图1所示，本实施例中，所述系统包括判断高电压穿越模块10、高穿时刻电流锁定模块20、高穿阶段无功电流控制模块30和高穿阶段有功电流控制模块40。
所述判断高电压穿越模块10用于根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，并形成对应的高穿触发信号。
所述高穿时刻电流锁定模块20用于根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，若是，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值。
所述高穿阶段无功电流控制模块30用于根据电压计算标准值、机端正序电压和机端负序电压得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值，根据所述高穿触发信号将所述高电压穿越状态的无功电流指令值或常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出。该无功电流指令值可用于输入至变流器控制系统以对变流器控制系统进行进一步的实验。
所述高穿阶段有功电流控制模块40用于根据所述高穿触发信号将常规电流参考值或所述有功电流高穿时刻锁定值作为有功电流指令值输出。该有功电流指令值可用于输入至变流器控制系统以对变流器控制系统进行进一步的实验。
本发明通过根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，并形成对应的高穿触发信号，并在高电压穿越状态下，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值。根据高穿触发信号确定风机是否进入高电压穿越状态，从而通过高穿阶段无功电流控制模块30和高穿阶段有功电流控制模块40形成相应的无功电流指令值和有功电流指令值输出至变流器控制系统。本发明可应用于直驱风机在高电压故障过程中以及之后的有功特性分析以及其对系统稳定性的影响研究，为研究直驱风机入电力系统后对系统频率稳定、电压稳定等多种稳定性的影响奠定了坚实基础。
在优选的实施方式中，如图2所示，所述判断高电压穿越模块10包括第一高穿判断单元11、电压保持单元12和第一信号输出单元13。
其中，所述第一高穿判断单元11用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第一电压参考值，若所述机端第一电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第一输出信号。
所述电压保持单元12用于确定所述第一高穿判断单元持续输出第一输出信号的时长。
所述第一信号输出单元13用于当所述第一输出信号的时长大于等于预设时间阈值时，输出第一电平的高穿触发信号。
更优选的，在一个具体例子中，所述判断高电压穿越模块10可通过具体的电路结构实现。具体的，如图3所示，所述第一高穿判断单元11包括第一加法器和第一迟滞电路，其中，所述第一加法器的两个信号输入端分别用于接收机端正序电压和机端负序电压，信号输出端与所述第一迟滞电路的信号输入端连接。所述电压保持单元12包括第一采样保持电路、第二加法器和第一信号选择电路，其中，所述第一采样保持电路的使能信号输入端与所述第一迟滞电路的信号输出端连接，信号输入端与时钟信号端连接，信号输出端与所述第二加法器的一个信号输入端连接，第二加法器的另一个信号输入端与时钟信号端连接，所述第二加法器的信号输出端与所述第一信号选择电路的第一信号输入端连接，所述第一信号选择电路的第二信号输入端接第二电平，判断信号输入端与所述第一迟滞电路的信号输出端连接。所述第一信号输出单元13包括第二信号选择电路和第一乘法器。
其中，所述第一加法器用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第一电压参考值；所述第一迟滞电路用于若所述第一电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第一输出信号。所述第一采样保持电路用于当接收到所述第一输出信号时，将所述时钟信号端的当前时间作为信号起始时间输出至所述第二加法器；所述第二加法器用于对时钟信号端的实时时间和所述信号起始时间作差得到第一输出信号的持续时间；所述第一信号选择电路用于当第一迟滞电路输出第一输出信号时，将所述第一输出信号的持续时间输出至所述第一信号输出单元。所述第二信号选择电路用于当所述第一输出信号的时长大于等于预设时间阈值时，输出第一输出信号；所述第一乘法器用于将所述第一输出信号和所述第一迟滞电路信号输出端输出的信号相乘得到所述高穿触发信号。
在该具体例子中，判断高电压穿越模块10的工作原理为：将机端正序电压和机端负序电压相加输入至第一迟滞电路，通过对比机端正序电压和机端负序电压的和与第一迟滞电路的门槛值，使第一迟滞电路的输出在机端正序电压和机端负序电压的和高于Venter(高电压穿越门槛值)时置1，电压低于Vout(高电压穿越退出门槛值)时置0。通过第一采样保持电路、第二加法器、第一信号选择电路和第二信号选择电路，实现当第一迟滞电路输出信号为1超过信号选择电路门槛值(预设时间阈值)，使第二信号选择电路的输出为1。本实施例中，预设时间阈值为0.005s，在其他实施例中，预设时间阈值也可选择其他值。其意义是，当机端正序电压和机端负序电压的和高于高电压穿越门槛值0.005s时，认为进入高穿状态，将输出低穿触发信号HVRT_dur置1。
在优选的实施方式中，如图4所示，高穿时刻电流锁定模块20包括第二高穿判断单元21和第二信号输出单元22。
其中，第二高穿判断单元21用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第一电压参考值，若所述机端第一电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第一输出信号。
第二信号输出单元22用于若第二高穿判断单元输出第一输出信号，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值。
更优选的，在一个具体例子中，如图5所示，所述高穿时刻电流锁定模块20可通过具体的电路结构实现。具体的，所述第二高穿判断单元21包括第三加法器和第二迟滞电路，其中，所述第三加法器的两个信号输入端分别用于接收机端正序电压和机端负序电压，信号输出端与所述第二迟滞电路的信号输入端连接。所述第二信号输出单元22包括低通滤波电路、第二乘法器和第二采样保持电路。
所述第三加法器用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第二电压参考值；
所述第二迟滞电路用于若所述第二电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第二输出信号；
所述低通滤波电路的信号输入端用于接收有功电流参考信号，信号输出端与所述第二乘法器的信号输入端连接，第二乘法器的信号输出端与第二采样保持电路的信号输入端连接，所述第二采样保持电路的使能信号输入端与所述第二迟滞电路的信号输出端连接，信号输出端用于输出处理后的有功电流参考信号。
所述低通滤波电路用于对有功电流参考信号进行低通滤波；所述第二乘法器用于将低通滤波后的有功电流参考信号按第一预设比例缩放得到处理后的有功电流参考信号；所述第二采样保持电路用于若所述第二迟滞电路输出第二输出信号，输出所述处理后的有功电流参考信号。
在该具体例子中，高穿时刻电流锁定模块20的工作原理为：将机端正序电压和机端负序电压相加输入至第二迟滞电路，通过对比机端正序电压和机端负序电压的和与第二迟滞电路的门槛值，使第二迟滞电路的输出在电压高于Venter(高电压穿越门槛值)时置1，电压低于Vout(高电压穿越退出门槛值)时置0。
进一步的，将第二迟滞电路的输出作为第二采样保持电路的触发脉冲，记录进入高穿这一时刻的有功电流参考信号经过低通滤波器之后的结果，作为有功电流高穿时刻锁定值(Id_HVRT)进行输出。选择有功电流参考信号是因为有功电流的实际信号存在的高频噪声太大。低通滤波电路的频率阈值可设置较大，如100rand/s。需要注意，电流内环PI控制器的限幅，以及调制控制的调制比的限幅可能会影响低穿期间有功电流跟踪指令值的效果。低通滤波电路之后的第二乘法器系数可进行调整，目标是得到高穿前风机常规状态的有功电流参考值。
在优选的实施方式中，如图6所示，所述高穿阶段无功电流控制模块30包括第一信号处理单元31、第二信号处理单元32和第三信号输出单元33。
其中，第一信号处理单元31用于根据电压计算标准值、机端正序电压和机端负序电压得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值。
第二信号处理单元32用于根据无功参考值和无功测量值得到常规状态无功电流参考值。
第三信号输出单元33用于根据所述高穿触发信号将所述高电压穿越状态的无功电流指令值或常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出。
更优选的，在一个具体例子中，如图7所示，所述高穿阶段无功电流控制模块30可通过具体的电路结构实现。具体的，所述第一信号处理单元31包括第四加法器、第三乘法器和第四乘法器，其中，所述第四加法器的三个信号输入端分别用于接收机端正序电压、机端负序电压和电压计算标准值，信号输出端与所述第三乘法器的第一信号输入端连接。所述第三乘法器的第二信号输入端用于接收无功电流计算比值，信号输出端与所述第四乘法器的第一信号输入端连接。所述第四乘法器的第二信号输入端用于接收高穿触发信号。
所述第四加法器用于采用电压计算标准值减去机端正序电压和机端负序电压得到第一中间值；所述第三乘法器用于将所述无功电流计算比值与所述第一中间值相乘得到第二中间值；所述第四乘法器用于将所述第二中间值与所述高穿触发信号相乘得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值。
所述第二信号处理单元32包括第五加法器、第五乘法器和第一PI控制器，其中，所述第五加法器的两个信号输入端分别用于接收所述无功参考值和所述无功测量值，信号输出端与所述第五乘法器的信号输入端连接；所述第五乘法器的信号输出端与所述第一PI控制器的信号输入端连接。
所述第五加法器用于采用所述无功参考值减去所述无功测量值得到第三中间值；所述第五乘法器用于将第三中间值按第二预设比例缩放得到第四中间值；所述第一PI控制器用于对所述第四中间值进行PI调节得到常规状态无功电流参考值；
所述第三信号输出单元33包括第三信号选择电路，所述第三信号选择电路的两个信号输入端分别用于接收所述高电压穿越状态的无功电流指令值和常规状态无功电流参考值，判断信号输入端用于接收所述高穿触发信号，信号输出端用于输出无功电流指令值。
在该具体例子中，高穿阶段无功电流控制模块30的工作原理为：由电压计算标准值HVRT_u0(一般根据相关标准公式Iq≥1.5×(UT-1.1)In，HVRT_u0可取1.1)减去实际风机机端的正、负序机端电压得到电压差值，再乘以无功电流计算比值HVRT_iq_cof(一般不小于1.5)，最后再乘以低穿触发信号HVRT_dur(进入低穿状态后为1，其余时间为0)，得到输出的高穿期间的无功电流指令值。由无功参考值Qref减去无功测量值Qmes，作为第一PI控制器的输入，第一PI控制器的输出为常规阶段无功电流指令值。根据第三信号选择电路，由高穿出发信号HVRT_dur选择，在高穿期间选择高电压穿越状态的无功电流指令值作为无功电流指令值输出，在常规阶段选择常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出。
在优选的实施方式中，如图8所示，所述高穿阶段有功电流控制模块40包括第四信号处理单元41、第五信号处理单元42和第六信号处理单元43。
其中，第四信号处理单元41用于根据直流电压指令值和直流电压实际值得到常规状态有功电流参考值。
第五信号处理单元42用于根据所述有功电流高穿时刻锁定值得到风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值。
第六信号处理单元43用于根据所述高穿触发信号将所述常规状态有功电流参考值或所述风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值作为有功电流指令值输出。
更优选的，在一个具体例子中，如图9所示，所述高穿阶段有功电流控制模块40可通过具体的电路结构实现。具体的，所述第四信号处理单元41包括第六加法器、第七乘法器和第二PI控制器，所述第六加法器的两个信号输入端分别用于接收直流电压指令值和直流电压实际值，信号输出端与第七乘法器的信号输入端连接，所述第七乘法器的信号输出端与所述第二PI控制器的信号输入端连接。所述第五信号处理单元42包括第六乘法器，所述第六乘法器的信号输入端用于接收所述有功电流高穿时刻锁定值。所述第六信号处理单元43包括第四信号选择电路，所述第四信号选择电路的第一信号输入端与所述第六乘法器的信号输出端连接，第二信号输入端与所述第二PI控制器的信号输出端连接，判断信号输入端用于接收所述高穿触发信号。
其中，所述第六加法器用于将直流电压指令值减去直流电压实际值得到第五中间值并输入所述第七乘法器；所述第七乘法器用于将第五中间值乘以基值转换系数后得到第六中间值；所述第二PI控制器用于对所述第四中间值进行PI调节得到常规状态有功电流参考值。
第六乘法器用于将有功电流高穿时刻锁定值乘以比例系数得到风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值。
第四信号选择电路用于当所述高穿触发信号为第一电平时，将所述风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值作为有功电流指令值输出，否则，将所述常规状态有功电流参考值作为有功电流指令值输出。
在该具体例子中，高穿阶段有功电流控制模块40的工作原理为：由直流电压指令值减直流电压实际值后，乘以基值转换系数后，输入到第二PI控制器中，得到常规阶段有功电流指令值。由高穿时刻电流锁定电路得到高穿时刻的有功电流锁定值为Id_HVRT。根据第四信号选择电路，由高穿出发信号HVRT_dur选择，在高穿期间选择风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值作为有功电流指令值输出，在常规阶段选择常规状态有功电流参考值作为有功电流指令值输出。
需要说明的是，本实施例中以第一电平为高电平(1)，第二电平为低电平(0)为例对本发明进行说明，在其他实施方式中，第一电平和第二电平可根据实际需求进行设置，本发明对此并不作限定。其中，部分电路的具体结构未示出，本领域技术人员根据各电路实现的功能可根据需要设置电路的具体结构，为本领域公知常识，在此不再赘述。
在实际应用中，可通过simulink仿真软件构建本发明的直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统并应用于直驱风机接入无穷大电网的电磁暂态仿真系统中，分别在大风工况和小风工况的条件下，开展高电压测试，将采用本发明所述的高电压穿越控制模式切换的电磁暂态模型模拟方案得到的直驱风机有功特性结果与基于实际控制器进行RT-Lab试验得到的结果进行对比，对比结果如图10(a)-图10(c)和图11(a)-图11(c)所示。由仿真实验结果可以看出，根据本发明的直驱风机高电压穿越控制模式切换的电磁暂态模型模拟系统可复现RT-Lab实物控制器的特性，进而复现实际直驱风机控制器的低穿过程特性。
基于相同原理，本实施例还公开了一种直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟方法。如图12所示，本实施例中，所述方法包括：
S100：根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，并形成对应的高穿触发信号。
S200：根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，若是，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值。
S300：根据电压计算标准值、机端正序电压和机端负序电压得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值，根据所述高穿触发信号将所述高电压穿越状态的无功电流指令值或常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出。
S400：根据所述高穿触发信号将常规电流参考值或所述有功电流高穿时刻锁定值作为有功电流指令值输出。
在优选的实施方式中，如图13所示，所述S100具体可包括：
S110：将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第一电压参考值，若所述机端第一电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第一输出信号。
S120：确定所述第一高穿判断单元持续输出第一输出信号的时长。
S130：当所述第一输出信号的时长大于等于预设时间阈值时，输出第一电平的高穿触发信号。
在优选的实施方式中，如图14所示，所述S200具体可包括：
S210：将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第一电压参考值，若所述机端第一电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第一输出信号。
S220：若第二高穿判断单元输出第一输出信号，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值。
在优选的实施方式中，如图15所示，所述S300具体可包括：
S310：根据电压计算标准值、机端正序电压和机端负序电压得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值。
S320：根据无功参考值和无功测量值得到常规状态无功电流参考值。
S330：根据所述高穿触发信号将所述高电压穿越状态的无功电流指令值或常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出。
在优选的实施方式中，如图16所示，所述S400具体可包括：
S410：根据直流电压指令值和直流电压实际值得到常规状态有功电流参考值。
S420：根据所述有功电流高穿时刻锁定值得到风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值。
S430：根据所述高穿触发信号将所述常规状态有功电流参考值或所述风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值作为有功电流指令值输出。
由于该方法解决问题的原理与以上系统类似，因此本方法的实施可以参见系统的实施，在此不再赘述。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机设备，具体的，计算机设备例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
在一个典型的实例中计算机设备具体包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法。
下面参考图17，其示出了适于用来实现本申请实施例的计算机设备600的结构示意图。
如图17所示，计算机设备600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM))603中的程序而执行各种适当的工作和处理。在RAM603中，还存储有系统600操作所需的各种程序和数据。CPU601、ROM602、以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶反馈器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡，调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装如存储部分608。
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包括用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，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。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统，其特征在于，包括判断高电压穿越模块、高穿时刻电流锁定模块、高穿阶段无功电流控制模块和高穿阶段有功电流控制模块；
所述判断高电压穿越模块用于根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，并形成对应的高穿触发信号；
所述高穿时刻电流锁定模块用于根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，若是，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值；
所述高穿阶段无功电流控制模块用于根据电压计算标准值、机端正序电压和机端负序电压得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值，根据所述高穿触发信号将所述高电压穿越状态的无功电流指令值或常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出；
所述高穿阶段有功电流控制模块用于根据所述高穿触发信号将常规电流参考值或所述有功电流高穿时刻锁定值作为有功电流指令值输出。
2.根据权利要求1所述的电磁暂态特性模拟系统，其特征在于，所述判断高电压穿越模块包括：
第一高穿判断单元，用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第一电压参考值，若所述机端第一电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第一输出信号；
电压保持单元，用于确定所述第一高穿判断单元持续输出第一输出信号的时长；
第一信号输出单元，用于当所述第一输出信号的时长大于等于预设时间阈值时，输出第一电平的高穿触发信号。
3.根据权利要求2所述的电磁暂态特性模拟系统，其特征在于，
所述第一高穿判断单元包括第一加法器和第一迟滞电路，其中，所述第一加法器的两个信号输入端分别用于接收机端正序电压和机端负序电压，信号输出端与所述第一迟滞电路的信号输入端连接；
所述第一加法器用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第一电压参考值；所述第一迟滞电路用于若所述第一电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第一输出信号；
所述电压保持单元包括第一采样保持电路、第二加法器和第一信号选择电路，其中，所述第一采样保持电路的使能信号输入端与所述第一迟滞电路的信号输出端连接，信号输入端与时钟信号端连接，信号输出端与所述第二加法器的一个信号输入端连接，第二加法器的另一个信号输入端与时钟信号端连接，所述第二加法器的信号输出端与所述第一信号选择电路的第一信号输入端连接，所述第一信号选择电路的第二信号输入端接第二电平，判断信号输入端与所述第一迟滞电路的信号输出端连接；
所述第一采样保持电路用于当接收到所述第一输出信号时，将所述时钟信号端的当前时间作为信号起始时间输出至所述第二加法器；所述第二加法器用于对时钟信号端的实时时间和所述信号起始时间作差得到第一输出信号的持续时间；所述第一信号选择电路用于当第一迟滞电路输出第一输出信号时，将所述第一输出信号的持续时间输出至所述第一信号输出单元；
所述第一信号输出单元包括第二信号选择电路和第一乘法器，其中，所述第二信号选择电路用于当所述第一输出信号的时长大于等于预设时间阈值时，输出第一输出信号；所述第一乘法器用于将所述第一输出信号和所述第一迟滞电路信号输出端输出的信号相乘得到所述高穿触发信号。
4.根据权利要求1所述的电磁暂态特性模拟系统，其特征在于，所述高穿时刻电流锁定模块包括：
第二高穿判断单元，用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第一电压参考值，若所述机端第一电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第一输出信号；
第二信号输出单元，用于若第二高穿判断单元输出第一输出信号，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值。
5.根据权利要求4所述的电磁暂态特性模拟系统，其特征在于，所述第二高穿判断单元包括第三加法器和第二迟滞电路，其中，所述第三加法器的两个信号输入端分别用于接收机端正序电压和机端负序电压，信号输出端与所述第二迟滞电路的信号输入端连接；
所述第三加法器用于将机端正序电压和机端负序电压求和得到机端第二电压参考值；
所述第二迟滞电路用于若所述第二电压参考值升高至高电压穿越门槛值以上之后处于高电压穿越门槛值和高电压穿越退出门槛值之间时，输出第二输出信号；
所述第二信号输出单元包括低通滤波电路、第二乘法器和第二采样保持电路，其中，所述低通滤波电路的信号输入端用于接收有功电流参考信号，信号输出端与所述第二乘法器的信号输入端连接，第二乘法器的信号输出端与第二采样保持电路的信号输入端连接，所述第二采样保持电路的使能信号输入端与所述第二迟滞电路的信号输出端连接，信号输出端用于输出处理后的有功电流参考信号；
所述低通滤波电路用于对有功电流参考信号进行低通滤波；所述第二乘法器用于将低通滤波后的有功电流参考信号按第一预设比例缩放得到处理后的有功电流参考信号；所述第二采样保持电路用于若所述第二迟滞电路输出第二输出信号，输出所述处理后的有功电流参考信号。
6.根据权利要求1所述的电磁暂态特性模拟系统，其特征在于，所述高穿阶段无功电流控制模块包括：
第一信号处理单元，用于根据电压计算标准值、机端正序电压和机端负序电压得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值；
第二信号处理单元，用于根据无功参考值和无功测量值得到常规状态无功电流参考值；
第三信号输出单元，用于根据所述高穿触发信号将所述高电压穿越状态的无功电流指令值或常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出。
7.根据权利要求6所述的电磁暂态特性模拟系统，其特征在于，所述第一信号处理单元包括第四加法器、第三乘法器和第四乘法器，其中，所述第四加法器的三个信号输入端分别用于接收机端正序电压、机端负序电压和电压计算标准值，信号输出端与所述第三乘法器的第一信号输入端连接；所述第三乘法器的第二信号输入端用于接收无功电流计算比值，信号输出端与所述第四乘法器的第一信号输入端连接；所述第四乘法器的第二信号输入端用于接收高穿触发信号；
所述第四加法器用于采用电压计算标准值减去机端正序电压和机端负序电压得到第一中间值；所述第三乘法器用于将所述无功电流计算比值与所述第一中间值相乘得到第二中间值；所述第四乘法器用于将所述第二中间值与所述高穿触发信号相乘得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值；
所述第二信号处理单元包括第五加法器、第五乘法器和第一PI控制器，其中，所述第五加法器的两个信号输入端分别用于接收所述无功参考值和所述无功测量值，信号输出端与所述第五乘法器的信号输入端连接；所述第五乘法器的信号输出端与所述第一PI控制器的信号输入端连接；
所述第五加法器用于采用所述无功参考值减去所述无功测量值得到第三中间值；所述第五乘法器用于将第三中间值按第二预设比例缩放得到第四中间值；所述第一PI控制器用于对所述第四中间值进行PI调节得到常规状态无功电流参考值；
所述第三信号输出单元包括第三信号选择电路，所述第三信号选择电路的两个信号输入端分别用于接收所述高电压穿越状态的无功电流指令值和常规状态无功电流参考值，判断信号输入端用于接收所述高穿触发信号，信号输出端用于输出无功电流指令值。
8.根据权利要求7所述的电磁暂态特性模拟系统，其特征在于，所述高穿阶段有功电流控制模块包括：
第四信号处理单元，用于根据直流电压指令值和直流电压实际值得到常规状态有功电流参考值；
第五信号处理单元，用于根据所述有功电流高穿时刻锁定值得到风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值；
第六信号处理单元，用于根据所述高穿触发信号将所述常规状态有功电流参考值或所述风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值作为有功电流指令值输出。
9.根据权利要求8所述的电磁暂态特性模拟系统，其特征在于，所述第四信号处理单元包括第六加法器、第七乘法器和第二PI控制器，所述第六加法器的两个信号输入端分别用于接收直流电压指令值和直流电压实际值，信号输出端与第七乘法器的信号输入端连接，所述第七乘法器的信号输出端与所述第二PI控制器的信号输入端连接；
所述第六加法器用于将直流电压指令值减去直流电压实际值得到第五中间值并输入所述第七乘法器；所述第七乘法器用于将第五中间值乘以基值转换系数后得到第六中间值；所述第二PI控制器用于对所述第四中间值进行PI调节得到常规状态有功电流参考值；
所述第五信号处理单元包括第六乘法器，所述第六乘法器的信号输入端用于接收所述有功电流高穿时刻锁定值，用于将有功电流高穿时刻锁定值乘以比例系数得到风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值；
所述第六信号处理单元包括第四信号选择电路，所述第四信号选择电路的第一信号输入端与所述第六乘法器的信号输出端连接，第二信号输入端与所述第二PI控制器的信号输出端连接，判断信号输入端用于接收所述高穿触发信号，用于当所述高穿触发信号为第一电平时，将所述风机进入高电压穿越状态的有功电流指令值作为有功电流指令值输出，否则，将所述常规状态有功电流参考值作为有功电流指令值输出。
10.一种直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟方法，其特征在于，包括：
根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，并形成对应的高穿触发信号；
根据机端正序电压和机端负序电压确定直驱风机是否进入高电压穿越状态，若是，对有功电流参考信号进行处理得到有功电流高穿时刻锁定值；
根据电压计算标准值、机端正序电压和机端负序电压得到风机进入高电压穿越状态的无功电流指令值，根据所述高穿触发信号将所述高电压穿越状态的无功电流指令值或常规状态无功电流参考值作为无功电流指令值输出；
根据所述高穿触发信号将常规电流参考值或所述有功电流高穿时刻锁定值作为有功电流指令值输出。
11.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，
所述处理器执行所述程序时实现如权利要求10所述方法。
12.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，
该程序被处理器执行时实现如权利要求10所述方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010972129.4A CN112186815A (zh) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010972129.4A CN112186815A (zh) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112186815A true CN112186815A (zh) | 2021-01-05 |
Family
ID=73920817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010972129.4A Pending CN112186815A (zh) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112186815A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107026472A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-08-08 | 天津瑞能电气有限公司 | 一种双馈变频器高电压穿越机侧控制方法 |
| CN109449996A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-08 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 变流器的高电压穿越控制方法和装置、存储介质 |
| US20200082043A1 (en) * | 2017-11-24 | 2020-03-12 | Guodian United Power Technology Company Ltd. | Simulation evaluation model of high voltage ride through capability, simulation evaluation method based on the same and storage medium |
-
2020
- 2020-09-16 CN CN202010972129.4A patent/CN112186815A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107026472A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-08-08 | 天津瑞能电气有限公司 | 一种双馈变频器高电压穿越机侧控制方法 |
| US20200082043A1 (en) * | 2017-11-24 | 2020-03-12 | Guodian United Power Technology Company Ltd. | Simulation evaluation model of high voltage ride through capability, simulation evaluation method based on the same and storage medium |
| CN109449996A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-08 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 变流器的高电压穿越控制方法和装置、存储介质 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 代林旺 等: "直驱永磁同步风电机组高电压穿越技术研究与试验" * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zeng et al. | Online estimation of power system inertia constant under normal operating conditions | |
| US11901730B2 (en) | Grid impedence estimation for power converter controller | |
| CN113300383A (zh) | 一种机电暂态建模方法、系统、设备及存储介质 | |
| Karbasforooshan et al. | An improved reference current generation and digital deadbeat controller for single-phase shunt active power filters | |
| Naidu et al. | Dynamic voltage restorer with quasi-Newton filter-based control algorithm and optimized values of PI regulator gains | |
| CN114123344B (zh) | 基于自适应递推最小二乘的电力系统惯量评估方法及装置 | |
| Theodoro et al. | A flexible co-simulation framework for penetration studies of power electronics based renewable sources: A new algorithm for phasor extraction | |
| CN110969305A (zh) | 一种光伏电站仿真模型参数优化方法及系统 | |
| CN113612272A (zh) | 针对新能源发电系统的不间断电源的充电控制方法及装置 | |
| CN112186815A (zh) | 直驱风机高电压穿越特性的电磁暂态特性模拟系统及方法 | |
| Samet et al. | Improvement of reactive power calculation in electric arc furnaces utilising Kalman filter | |
| CN111525590A (zh) | 动态无功补偿装置建模方法及装置 | |
| Verij Kazemi et al. | Adaptive frequency control support of a DFIG based on second‐order derivative controller using data‐driven method | |
| CN116228465A (zh) | 配电网状态快速评估计算方法、系统、设备及存储介质 | |
| CN112202198A (zh) | 直驱风机低电压穿越无功特性模拟方法及系统 | |
| CN112202197A (zh) | 直驱风机低电压穿越有功特性模拟方法及系统 | |
| CN112202199A (zh) | 直驱风机低电压穿越控制模式切换模拟方法及系统 | |
| CN113794198A (zh) | 抑制宽频振荡的方法、装置、终端及存储介质 | |
| Jain et al. | Real-time Simulation of IEEE 10-Generator 39-Bus System with Power System Stabilizers on Miniature Full Spectrum Simulator | |
| CN112147883A (zh) | 直驱风机平均值模型的Chopper建模方法及系统 | |
| CN113484575B (zh) | 基于功角搜索的发电机进相能力预评估方法、设备及介质 | |
| CN117767399A (zh) | 新能源多场站并网系统的暂时过电压风险检测方法和装置 | |
| CN113872229B (zh) | 一种柔性直流输电操作模拟方法及装置 | |
| CN113725925A (zh) | 基于动态无功补偿装置的低电压穿越特性模拟系统 | |
| CN113315121B (zh) | 一种电网故障穿越的电流参考值设定方法、装置及介质 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210105 |