CN113326673B - 一种同步电机的vbr模型电磁暂态仿真方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法及系统，该方法包括：获取同步电机的原始参数；在仿真平台上设置三个受控电流源作为所述同步电机的定子绕组；将定子绕组的状态变量的初值设置为0并作为当前n时刻的状态变量；获取电子电流和转子磁链的函数关系；计算状态变量的系数和定子三相电压；获取励磁电压；根据函数关系、状态变量的系数、定子三相电压和励磁电压得到和根据传统VBR模型的转子运动方程和当前n时刻的状态变量得到θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；令n＝n+1，将当前n时刻的状态变量更新为n+1时刻的状态变量；跳转至步骤“获取电子电流和转子磁链的函数关系”，直至n＝n+T。本发明能够同时保证同步电机的VBR模型电磁暂态仿真的精度和效率。

Description

一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法及系统

技术领域

本发明涉及同步电机电磁暂态仿真领域，特别是涉及一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法及系统。

背景技术

同步发电机是电力系统的主要电源设备，无论电力系统是在稳定运行还是暂态过程中，发电机运行中都包含热能、机械能、电场能和磁场能之间的互相转化。同时，同步发电机也是旋转元件，系统中的发电机的旋转运行状态共同确定了系统的运行状态。因此对于系统暂态仿真过程，需要建立同步发电机的动态数学模型。

为了实现电网的全电磁暂态仿真，同步发电机的电磁暂态仿真要求兼顾准确性和精度，现有的模型和仿真方法已难以适用，急需改进或提出新的方法。

现有的同步发电机在机电暂态和电磁暂态仿真研究所采用的数学模型同出一源，都是由同步发电机的基本方程经过不同的推导得出的。主要的区别在以下3点：

(1)采用原始参数还是电机参数

同步发电机的数学模型采用原始参数在对同步发电机的理论分析具有简单的物理意义。而同步电机制造完成后，由于制造工艺水平的制约，实际参数未必与设计预期完全一致，需要通过电机实验得到电机的实际参数。通常由发电机的短路实验得到一些实验参数，然后根据实验参数得到电机的实际参数。

(2)采用abc坐标系还是dq0坐标系

同步发电机采用abc坐标系跟电力网络接口时不用进行坐标变换，这种方法数值稳定性更好，同时对于电磁暂态仿真而言，由于网络端口提供的电气量为三相电压、三相电流的瞬时值，所以即使不采用Park变换，也可以直接对不经Park变换的发电机时变电感矩阵直接进行分析和计算。

但是在电磁暂态仿真中，采用Park变换将abc坐标系转化为dq0坐标系后发电机的时变电感矩阵转化为定常矩阵，能大极大地提高计算效率。

(3)状态变量如何选取

由于同步发电机的磁链方程是显式代数方程，因此同步发电机的状态方程的状态变量既可以为绕组电流，也可以选择为绕组磁链。以绕组磁链为状态变量的数学模型和以绕组电流为状态变量的数学模型在解析上完全等价。它们的区别在于：

以绕组磁链为状态变量的数学模型对分析发电机的参数的物理意义或者进行电机设计比较方便。

从仿真运行的角度考虑，网络方程提供的是发电机端口的电压电流的关系，选取绕组电流作为状态变量更加直接。而且从数值计算的角度考虑，选取绕组电流作为状态变量有更高的仿真精度。

针对不同的实际需求，存在不同类型的同步电机电磁暂态仿真模型，若采用原始参数，有abc坐标系下以绕组电流为状态变量、abc坐标系下以绕组磁链为状态变量、dq0坐标系下以绕组电流为状态变量、dq0坐标系下以绕组磁链为状态变量和状态变量采用定子电流和转子磁链的VBR模型，此外还有采用电机参数的同步电机仿真模型。

其中，abc坐标系下的模型，可以分为采用绕组电流为状态变量和采用绕组磁链为状态变量。采用绕组电流为状态变量的模型比采用绕组磁链为状态变量的模型有更高的仿真精度，但从同步电机的物理意义考虑，采用绕组磁链，模型具有更清晰的物理含义，方便研究同步发电机的本质或者进行电机的设计。从解析的角度考虑，两者完全等价，分别对两者差分化，采用绕组磁链作为状态变量无需计算电感矩阵的逆矩阵，计算量稍小。但是差分化后，采用绕组电流的差分方程是微分方程，采用绕组磁链的差分方程是微分代数方程，因此后者的差分误差较大。

dq0坐标系下的模型，采用Park变换后发电机的电感矩阵转化为定常矩阵，大大提高了计算效率。同时，定子状态方程经过Park变换建立dq0坐标系下的方程然后再经过反Park变换与网络接口的计算路径在计算效率上也有竞争优势。相同的，dq0坐标系下的模型在状态变量上的选取也有采用绕组电流为状态变量和采用绕组磁链为状态变量两种。

VBR模型，其转子状态变量选为绕组磁链，而定子状态变量选为绕组电流，方便与发电机端口的网络方程接口。

采用电机参数的模型，前面几种同步发电机的数学模型都是采用的电机的原始参数，但是同步电机制造完成以后，由于制造工艺水平的制约，实际参数未必与设计预期完全吻合，因此必须通过电机实验得到电机的实际参数。但采用电机参数相比采用原始参数对同步电机的理论分析时并不具有简单的物理意义，同时该模型采用了理想化假设，其模型忽略了局部互感磁链以及绕组匝间漏磁感，认为绕组的漏感不随转子位置变化，甚至还可以忽略参数的频变效应。

综上，现有技术存在的缺点主要是：

abc坐标系下的模型、dq0坐标系下的模型和VBR模型都从同步发电机的基本状态方程出发，其数学本质相同。由于选取的状态变量不同和选取的坐标系不同，其电磁暂态仿真精细化程度和误差略有不同，虽然仿真精度高，但仿真的计算速度难以提升。采用电机参数的模型对同步发电机进行了理想化假设，其仿真效率高，但忽略了同步发电机内部的一些特性，准确度不如采用原始参数的发电机模型。

发明内容

本发明的目的是提供一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法及系统，能够解决同步电机的VBR模型电磁暂态仿真的精度和效率难以兼顾的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法，包括：

获取同步电机的原始参数；

在仿真平台上设置三个受控电流源作为所述同步电机的定子绕组，并与外部网络相连；

将所述定子绕组的状态变量的初值设置为0，所述状态变量包括电子电流i_s、转子磁链转子电角度θ和转子转速ω；

将所述状态变量的初值作为当前n时刻的状态变量，所述当前n时刻的状态变量分别为θⁿ和ωⁿ；

获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系；

根据所述同步电机的原始参数、n时刻的状态变量以及函数关系得到所述状态变量的系数；

将n时刻的电子电流作为三个受控电流源的值，并与外部网络相连，得到定子三相电压；

获取励磁电压；

根据所述函数关系、状态变量的系数、定子三相电压和励磁电压得到和/>

获取传统VBR模型的转子运动方程；

根据所述转子运动方程和当前n时刻的状态变量得到θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

令n＝n+1，将所述当前n时刻的状态变量更新为n+1时刻的状态变量，所述n+1时刻的状态变量分别为θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

跳转至步骤“获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系”，直至n＝n+T，T为仿真总时间。

可选的，所述电子电流和转子磁链关于时序的函数关系为：

其中，i_s为电子电流，为转子磁链，n为当前时刻，/>为励磁电压，L″(θ)为与转子电角度θ有关的矩阵，A、B、C、D、E均为系数。

可选的，所述传统VBR模型的转子运动方程为：

其中，θ为转子电角度，ω为转子转速，T_J是转子的时间惯性常数，T_m和T_e分别作用在转子上的机械转矩和电磁转矩，D是描述发电机风阻与摩擦的机械阻尼系数。

一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真系统，包括：

第一参数获取模块，用于获取同步电机的原始参数；

网络连接模块，用于在仿真平台上设置三个受控电流源作为所述同步电机的定子绕组，并与外部网络相连；

初值设置模块，用于将所述定子绕组的状态变量的初值设置为0，所述状态变量包括电子电流i_s、转子磁链转子电角度θ和转子转速ω；

确定当前状态变量模块，用于将所述状态变量的初值作为当前n时刻的状态变量，所述当前n时刻的状态变量分别为θⁿ和ωⁿ；

第一函数获取模块，用于获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系；

状态变量系数确定模块，用于根据所述同步电机的原始参数、n时刻的状态变量以及函数关系得到所述状态变量的系数；

定子三相电压确定模块，用于将n时刻的电子电流作为三个受控电流源的值，并与外部网络相连，得到定子三相电压；

第二参数获取模块，用于获取励磁电压；

第一计算模块，用于根据所述函数关系、状态变量的系数、定子三相电压和励磁电压得到和/>

第二函数获取模块，用于获取传统VBR模型的转子运动方程；

第二计算模块，用于根据所述转子运动方程和当前n时刻的状态变量得到θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

更新模块，用于令n＝n+1，将所述当前n时刻的状态变量更新为n+1时刻的状态变量，所述n+1时刻的状态变量分别为θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

跳转模块，用于跳转至步骤“获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系”，直至n＝n+T，T为仿真总时间。

可选的，所述第一函数获取模块获取的函数为：

其中，i_s为电子电流，为转子磁链，n为当前时刻，/>为励磁电压，L″(θ)为与转子电角度θ有关的矩阵，A、B、C、D、E均为系数。

可选的，所述第二函数获取模块获取的函数为：

其中，θ为转子电角度，ω为转子转速，T_J是转子的时间惯性常数，T_m和T_e分别作用在转子上的机械转矩和电磁转矩，D是描述发电机风阻与摩擦的机械阻尼系数。

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：

本发明利用传统VBR模型的转子运动方程，以及利用定子等值电路推倒的i_s和关于时序的递推关系，并结合仿真能够解决同步电机的VBR模型电磁暂态仿真的精度和效率难以兼顾的问题。

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VBR模型定子等值电路图；

图2为本发明同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法流程图；

图3为本发明同步电机的VBR模型电磁暂态仿真系统模块图。

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。

由于电网中的惯性环节较少，因此其响应时间常数较之交流电网要小，为了实现电网的全电磁暂态仿真，不仅需要对高频电力电子器件进行小步长仿真，还需要对同步发电机进行小步长仿真，否则将严重影响仿真精度。同时，随着电网规模的逐渐扩大，系统所包含的节点数增加，这样势必会影响电磁暂态仿真的速度。所以，本发明的目的是提供一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法及系统，能够解决同步电机的VBR模型电磁暂态仿真的精度和效率难以兼顾的问题。

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。

首先，VBR模型有两种，一种是时变参数，另外一种是定常参数。本发明是对时变参数的VBR模型进行改进。首先介绍传统的VBR模型，该部分并不是本发明的步骤，只是对后续步骤的铺垫。

同步发电机的VBR模型定子等值电路图如图1所示，可以得到：

定子电压方程为：

转子绕组方程为：

转子运动方程为：

式(4-1)和式(4-3)共同构成了时变参数的VBR模型的状态方程，该模型共有9个状态变量，分别为3个定子绕组电流：i_a(定子a相电流)、i_b(定子b相电流)和i_c(定子c相电流)；4个转子绕组磁链：(转子励磁磁链)、/>(转子D轴磁链)、/>(转子g轴磁链)和/>(转子Q轴磁链)；以及两个和转子运动状态有关的量：θ(转子电角度)和ω(转子转速)。下面依次对式(4-1)和式(4-3)中的字母进行解释。

式(4-1)中，L″(θ)是一个3*3的与转子电角度θ有关的矩阵，如果已知了转子电角度θ和电机的原始参数，那么L″(θ)就可以求解出来；R是一个3*3的三相定子电阻矩阵，通过获取电机的原始参数可以求得；t是时间；i_s＝[i_a i_b i_c]^T表示定子绕组电流相量(3*1)；v_s＝[v_a v_b v_c]^T表示定子绕组电压相量(3*1)；e″_s是次暂态电势(3*1)。

次暂态电势e″_s由d轴和q轴上的次暂态电势经过反Park得到：

e″_s＝P^-1[e″_d e″_q 0]^T (4-4)

P是abc坐标系到dq0坐标系变换的Park变换。

d轴和q轴上的次暂态电势为：

其中d轴系数和q轴系数(即式4-6中的字母c、R、L开头的参数)均可通过获取电机的原始参数求得且c_dg、c_dQ、c_qf和c_qD四个系数是角速度ω的函数，其余均为常数。i_d和i_q可由定子绕组电流i_a、i_b和i_c经过Park变换得到。

式(4-2)中，C(4*3)和D(4*4)均是时变矩阵，可通过获取电机的原始参数求得；h＝[1 0 0 0]为常数矩阵；v_f＝[v_f 0 0 0]^T；v_f是励磁电压，设为已知量。

式(4-3)中，T_J是转子的时间惯性常数，设为已知量；T_m和T_e分别作用在转子上的机械转矩和电磁转矩，T_m设为已知量，T_e与发电机的运行状态有关，即和发电机的状态变量有关，可通过状态变量求得；D是描述发电机风阻与摩擦的机械阻尼系数，设为已知量。

下边的步骤一到步骤四是在传统VBR模型的基础上进行推导，无获取数据和数据处理的步骤。

步骤一：将式(4-1)的导数项拆分：

由式(4-4)-式(4-6)可知，e″_s可由定子电流i_s和转子磁链表示，将e″_s中的状态变量提取出来，可表示为：

其中A′(3*3)和B′(3*4)均为时变矩阵，可通过获取电机的原始参数求得。

将式(4-11)带入式(4-10)中并整理可得定子电压方程：

其中：

步骤二：对步骤一的中得到的定子电压方程(式4-12)和转子状态方程(式4-2)联立得到同步电机的状态方程，得到状态变量组i_s和的关系。

状态方程为：

步骤三：对步骤二得到的状态空间表达式(式4-13)进行矩阵分裂，将定子电流i_s和转子磁链解耦：

步骤四：对步骤三得到的状态方程分裂表达式(式4-14)进行隐式梯形法差分化，并将部分梯形积分格式用中心积分形式替代，得到i_s和关于时序的递推关系。

其中，i_s为电子电流，为转子磁链，n为当前时刻，/>为励磁电压，L″(θ)为与转子电角度θ有关的矩阵，A、B、C、D、E均为系数。

基于上述内容，需要利用步骤四所得到的递推关系式进行仿真计算，需要获取数据、数据处理和数据传递，也就是本发明提供的同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法，如图2所示，一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法，包括：

步骤101：获取同步电机的原始参数。

具体的，原始参数设为已知量，原始参数可以唯一确定一台同步发电机。

步骤102：在仿真平台上设置三个受控电流源作为所述同步电机的定子绕组，并与外部网络相连。

步骤103：将所述定子绕组的状态变量的初值设置为0，所述状态变量包括电子电流i_s、转子磁链转子电角度θ和转子转速ω。

具体的，设9个状态变量(i_s、θ和ω)初值均为0。

步骤104：将所述状态变量的初值作为当前n时刻的状态变量，所述当前n时刻的状态变量分别为θⁿ和ωⁿ。

具体的，将步骤103得到的状态变量的初值(或者步骤109和步骤111计算得出的θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹)作为此刻的状态变量(/>θⁿ和ωⁿ)的值。

步骤105：获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系。

该函数关系也就是上文步骤四得到的公式(4-15)。

步骤106：根据所述同步电机的原始参数、n时刻的状态变量以及函数关系得到所述状态变量的系数。

具体的，假设当前仿真时刻为n，根据步骤104得到的θⁿ、ωⁿ和步骤101得到的电机的原始参数，计算n时刻步骤四中递推关系式中各个状态变量的系数(L″(θ)、A、B、C和D)。

步骤107：将n时刻的电子电流作为三个受控电流源的值，并与外部网络相连，得到定子三相电压。

具体的，将步骤104得到的作为步骤102中三个受控电流源的值，并与外部网络相连，可得到定子三相电压/>

步骤108：获取励磁电压。

步骤109：根据所述函数关系、状态变量的系数、定子三相电压和励磁电压得到和/>

励磁电压为已知量，将步骤106计算得到的各个状态变量的系数带入到步骤四中的i_s和/>的递推关系式中，并将已知量/>和步骤107得到的/>作为步骤四中的递推关系式的输入量，得到/>与/>

步骤110：获取传统VBR模型的转子运动方程。

该转子运动方程即公式(4-3)。

步骤111：根据所述转子运动方程和当前n时刻的状态变量得到θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹。

将步骤101得到的电机原始参数、步骤104得到的θⁿ和ωⁿ带入传统VBR模型的转子运动方程(即式4-3)的差分方程，可得到θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹。

步骤112：令n＝n+1，将所述当前n时刻的状态变量更新为n+1时刻的状态变量，n+1时刻的状态变量分别为步骤109和步骤111得到的θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

步骤113：跳转至步骤105“获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系”，直至n＝n+T，T为仿真总时间。

也就是说如果仿真过程持续的时间小于仿真总时间，就需要持续更新状态变量，并重复进行步骤105-步骤113，直至达到仿真总时间。

基于上述方法，本发明还公开了一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真系统，如图3所示，包括：

第一参数获取模块201，用于获取同步电机的原始参数。

网络连接模块202，用于在仿真平台上设置三个受控电流源作为所述同步电机的定子绕组，并与外部网络相连。

初值设置模块203，用于将所述定子绕组的状态变量的初值设置为0，所述状态变量包括电子电流i_s、转子磁链转子电角度θ和转子转速ω。

确定当前状态变量模块204，用于将所述状态变量的初值作为当前n时刻的状态变量，所述当前n时刻的状态变量分别为θⁿ和ωⁿ。

第一函数获取模块205，用于获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系。

状态变量系数确定模块206，用于根据所述同步电机的原始参数、n时刻的状态变量以及函数关系得到所述状态变量的系数。

定子三相电压确定模块207，用于将n时刻的电子电流作为三个受控电流源的值，并与外部网络相连，得到定子三相电压。

第二参数获取模块208，用于获取励磁电压。

第一计算模块209，用于根据所述函数关系、状态变量的系数、定子三相电压和励磁电压得到和/>

第二函数获取模块210，用于获取传统VBR模型的转子运动方程。

第二计算模块211，用于根据所述转子运动方程和当前n时刻的状态变量得到θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹。

更新模块212，用于令n＝n+1，将所述当前n时刻的状态变量更新为n+1时刻的状态变量，所述n+1时刻的状态变量分别为θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹。

跳转模块213，用于跳转至步骤“获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系”，直至n＝n+T，T为仿真总时间。

综上所述，本发明主要发明点在于：

1、本方法提出的关键在于定子绕组状态变量(即定子绕组电流)和转子绕组状态变量(即转子绕组磁链)相差半个实步。

2、利用中心积分与隐式梯形积分的近似等效，实现状态变量组间半步时延的解耦，使得定子绕组电流与转子绕组磁链交替计算并互差半个时步，同时可以配合接口外的子系统并行求解。

本发明还公开了如下技术效果：

1、仿真精度高：

本发明所使用的差分方程对状态变量和非状态变量均采用了隐式梯形积分格式，同时利用了梯形积分与中心积分面积的近似等效性，因此精度与梯形积分相同，仿真精度要比基于前向欧拉法或后退欧拉法的并行算法高。

2、计算效率高：

本发明利用中心积分与隐式梯形积分的近似等效，实现状态变量组间半步时延的解耦，使得定子绕组电流和转子绕组磁链交替计算并互差半个时步，如果端口外包含多个子网络，所有子网络间可以并行求解。本发明无需在仿真过程中切换积分形式(如由中心积分切换为后退欧拉)，从而能始终保持解耦形式的一致而不会失去其并行特性。

3、模型通用性、扩展性良好：

本发明建立的解耦模型与仿真框架，在保持了传统VBR模型近似的精细度的基础上大大加快了计算速度。方便与外端口进行联结，模型通用性强，扩展性好，有助于仿真程序开发效率的提高。

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 (4)

1.一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法，其特征在于，包括：

获取同步电机的原始参数；

在仿真平台上设置三个受控电流源作为所述同步电机的定子绕组，并与外部网络相连；

将所述定子绕组的状态变量的初值设置为0，所述状态变量包括电子电流i_s、转子磁链转子电角度θ和转子转速ω；

将所述状态变量的初值作为当前n时刻的状态变量，所述当前n时刻的状态变量分别为θⁿ和ωⁿ；

获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系；

根据所述同步电机的原始参数、n时刻的状态变量以及函数关系得到所述状态变量的系数；

将n时刻的电子电流作为三个受控电流源的值，并与外部网络相连，得到定子三相电压；

获取励磁电压；

根据所述函数关系、状态变量的系数、定子三相电压和励磁电压得到和/>

获取传统VBR模型的转子运动方程；

根据所述转子运动方程和当前n时刻的状态变量得到θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

令n＝n+1，将所述当前n时刻的状态变量更新为n+1时刻的状态变量，所述n+1时刻的状态变量分别为θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

跳转至步骤“获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系”，直至n＝n+T，T为仿真总时间；

所述电子电流和转子磁链关于时序的函数关系为：

其中，i_s为电子电流，为转子磁链，n为当前时刻，/>为励磁电压，L″(θ)为与转子电角度θ有关的矩阵，A、B、C、D、E均为系数。

2.根据权利要求1所述的同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法，其特征在于，所述传统VBR模型的转子运动方程为：

其中，θ为转子电角度，ω为转子转速，T_J是转子的时间惯性常数，T_m和T_e分别作用在转子上的机械转矩和电磁转矩，D是描述发电机风阻与摩擦的机械阻尼系数。

3.一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真系统，其特征在于，包括：

第一参数获取模块，用于获取同步电机的原始参数；

网络连接模块，用于在仿真平台上设置三个受控电流源作为所述同步电机的定子绕组，并与外部网络相连；

初值设置模块，用于将所述定子绕组的状态变量的初值设置为0，所述状态变量包括电子电流i_s、转子磁链转子电角度θ和转子转速ω；

确定当前状态变量模块，用于将所述状态变量的初值作为当前n时刻的状态变量，所述当前n时刻的状态变量分别为θⁿ和ωⁿ；

第一函数获取模块，用于获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系；

状态变量系数确定模块，用于根据所述同步电机的原始参数、n时刻的状态变量以及函数关系得到所述状态变量的系数；

定子三相电压确定模块，用于将n时刻的电子电流作为三个受控电流源的值，并与外部网络相连，得到定子三相电压；

第二参数获取模块，用于获取励磁电压；

第一计算模块，用于根据所述函数关系、状态变量的系数、定子三相电压和励磁电压得到和/>

第二函数获取模块，用于获取传统VBR模型的转子运动方程；

第二计算模块，用于根据所述转子运动方程和当前n时刻的状态变量得到θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

更新模块，用于令n＝n+1，将所述当前n时刻的状态变量更新为n+1时刻的状态变量，所述n+1时刻的状态变量分别为θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

跳转模块，用于跳转至步骤“获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系”，直至n＝n+T，T为仿真总时间；

所述第一函数获取模块获取的函数为：

其中，i_s为电子电流，为转子磁链，n为当前时刻，/>为励磁电压，L″(θ)为与转子电角度θ有关的矩阵，A、B、C、D、E均为系数。

4.根据权利要求3所述的同步电机的VBR模型电磁暂态仿真系统，其特征在于，所述第二函数获取模块获取的函数为：

其中，θ为转子电角度，ω为转子转速，T_J是转子的时间惯性常数，T_m和T_e分别作用在转子上的机械转矩和电磁转矩，D是描述发电机风阻与摩擦的机械阻尼系数。