[发明专利]定桨距异步风力机建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力放电领域，具体地，涉及一种定桨距异步风力机建模方法。

背景技术

我国风电进入规模化发展阶段以后所产生的大型风电基地多数位于“三北地区” （西北、东北、华北），大型风电基地一般远离负荷中心，其电力需要经过长距离、高电压输送 到负荷中心进行消纳。由于风资源的间歇性、随机性和波动性，导致大规模风电基地的风电 出力会随之发生较大范围的波动，进一步导致输电网络充电功率的波动，给电网运行安全 带来一系列问题。

因此，需要对风力机进行建模，从而可以建立风电机组和风电场模型，并对风电机 组和风电场的模型参数进行验证，为电力系统稳定分析和电网生产调度提供准确的计算依 据，为风电机组以及风电场并网接入或运行控制新技术的开发提供基础数据。但还没有定 桨距异步风力机模型的建模方法，可以提供一种定桨距异步风力机模型为为电力系统稳定 分析和电网生产调度提供数据基础。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种定桨距异步风力机建模方法，以实现 建立定桨距异步风力机模型，为电力系统稳定分析和电网生产调度提供准确数据的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种定桨距异步风力机建模方法，包括以下步骤：

步骤一：建立风电机组俘获功率方程，公式具体如下：

其中，P_w是风能功率，ρ是空气密度，A_r是叶片扫过的面积，V_w是风速，C_p是风力机功 率系数，λ为风力机叶尖速比，θ为风力机桨距角；

步骤二：建立风速变化动态过程方程，公式具体如下：

式中，为风力机额定输出功率，、、分别为风力机的切入风速、切出风速和额定风速；

步骤三：拟合风电机组的功率转换特性，上述函数C_p的计算公式具体如下：

式中，a_i为修正系数；

步骤四：建立风能传递过程时滞方程，由于风机的叶片和轮毅具有较大的转动惯 量，风能从叶片通过轮毅传递到发电机处做功具有一定的时滞，用一阶惯性环节来模拟时 滞方程，即：

式中，P_m为异步发电机转轴上的机械功率，τ_h为轮毂的惯性时间常数；

步骤五：使用上述风电机组俘获功率方程、风速变化动态过程方程、风电机组的功 率转换特性和风能传递过程时滞方程完成定桨距异步风力机建模。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明的技术方案，通过建立风电机组俘获功率方程、风速变化动态过程方程、风 电机组的功率转换特性和风能传递过程时滞方程，从而完成了定桨距异步风力机建模，达 到了为电力系统稳定分析和电网生产调度提供准确数据的目的。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例所述的定桨距异步风力机建模方法示意图；

图2为本发明实施例所述的定桨距异步风力机建模方法中定桨距风电机组Cp曲线 图；

图3为采用本发明实施例所述的定桨距异步风力机建模方法拟合曲线和实际曲线 的对比图。

其中：1为实际曲线图，2为本发明技术方案拟合的曲线图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种定桨距异步风力机建模方法，包括以下步骤：

步骤101：建立风电机组俘获功率方程，公式具体如下：

其中，P_w是风能功率，ρ是空气密度，A_r是叶片扫过的面积，V_w是风速，C_p是风力机功 率系数，λ为风力机叶尖速比，θ为风力机桨距角；

步骤102：建立风速变化动态过程方程，公式具体如下：

式中，为风力机额定输出功率，、、分别为风力机的切入风速、切出风速和额定风速；