[发明专利]一种适用于谐波分析的PSCAD双馈风电机组仿真模型系统

说明书

本发明提供了一种适用于谐波分析的PSCAD双馈风电机组仿真模型系统，所述仿真模型系统包括：依次连接的风力机、齿轮箱、双馈感应发电机、机侧变流器理论模块和网侧变流器理论模块；所述机侧变流器理论模块的直流侧与网侧变流器理论模块的直流侧间设有含直流电容的回路；所述双馈感应电机和网侧变流器理论模块分别与电网连接。本发明提供的技术方案用机侧变流器理论模块和网侧变流器理论模块替代了机侧变流器和网侧变流器的电力电子元器件部分，大幅度减少了计算时间。

技术领域

本发明涉及风电机组仿真，具体涉及一种适用于谐波分析的PSCAD双馈风电机组仿真模型系统。

背景技术

风能是一种清洁的、分布广泛的、蕴量巨大的可再生能源，具有极好的商业开发和应用前景。

双馈感应电机DFIG(double fed induction generator)由于具有功率因数可调、效率高及变频装置容量小等诸多优势，在变速恒频风力发电系统中得到广泛的应用。鉴于双馈感应发电机在风力发电机组的重要作用，同时为了获得高性能的控制系统，建立双馈感应发电机风力发电控制系统的仿真模型具有十分重要的意义。

在电磁暂态仿真软件PSCAD(Power Systems Computer Aided Design)中搭建双馈风力发电机组仿真模型时，电路主要由主电路部分、控制电路部分及变流器脉冲生成部分组成，其中变流器脉冲生成部分为正弦脉宽调制SPWM(Sinusoidal Pulse WidthModulation)调制方式或者空间矢量脉宽调制SVPWM(Space Vector Pulse WidthModulation)方式。不管采用哪种方式，因为原有模型中电子元器件的存在，都会在仿真中降低仿真速度和效率。

为了解决现有技术存在的以上问题，需要提供一种适用于谐波分析的PSCAD双馈风电机组仿真模型系统，用理论计算模块代替原始模型中的电子元器件，以减小仿真运算时间，节省内存占用，支持仿真。

发明内容

本发明提供一种适用于谐波分析的PSCAD双馈风电机组仿真模型系统，该仿真模型系统包括：

依次连接的风力机、齿轮箱、双馈感应发电机、机侧变流器理论模块和网侧变流器理论模块；

所述机侧变流器理论模块的直流侧与网侧变流器理论模块的直流侧间设有含直流电容的回路；

所述双馈感应电机和网侧变流器理论模块分别与电网连接。

所述机侧变流器理论模块包括：第一SPWM信号产生模块、第一开关函数模块、第一变流器模块和第一直流电流模块；所述第一SPWM信号产生模块的输出端与所述第一开关函数模块的输入端连接，所述第一开关函数模块的输出端分别与第一变流器模块的输入端和第一直流电流模块的输入端连接。

所述网侧变流器理论模块包括：第二SPWM信号产生模块、第二开关函数模块、第二变流器模块和第二直流电流模块；所述第二SPWM信号产生模块的输出端与所述第二开关函数模块的输入端连接，所述第二开关函数模块的输出端分别与第二变流器模块的输入端和第二直流电流模块的输入端连接。

所述第一SPWM信号产生模块将其自含的载波信号与经机侧变流器理论模块的A相、B相、C相交流电流控制得到的调制电压信号比较，并将比较结果输入所述第一开关函数模块得到两组开关函数信号SF₁和SF₂；所述SF₁输入到第一变流器模块，所述SF₂输入到第一直流电流模块。

所述第二SPWM信号产生模块将其自含的载波信号与经网侧变流器理论模块的A相、B相、C相交流电流控制得到的调制电压信号比较，并将比较结果输入所述第二开关函数模块得到两组开关函数信号SF₁和SF₂；所述SF₁输入到第二变流器模块，所述SF₂输入到第二直流电流模块。