[发明专利]无刷双馈电机虚拟同步控制多尺度建模方法

权利要求书

1.无刷双馈电机虚拟同步控制多尺度建模方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：根据无刷双馈电机特殊的物理结构和电气特性建立无刷双馈电机暂态模型；S1包括以下步骤：

S1-1：根据无刷双馈电机功率绕组、控制绕组和转子绕组的数学模型，推导出功率绕组和控制绕组之间的关系；无刷双馈电机的功率绕组、控制绕组和转子绕组的数学模型如下：

进而推导出功率绕组和控制绕组之间的关系为：

其中，角标p代表功率绕组，角标c代表控制绕组，角标r代表转子绕组；R代表电阻，i代表电流，L代表电感，代表磁链；

S1-2：根据功率绕组和控制绕组之间的关系，建立等效电路；

S1-3：根据等效电路，建立小信号电路模型；

S1-4：根据小信号模型，建立无刷双馈电机的暂态模型；

S2：结合无刷双馈电机的暂态模型和虚拟同步控制算法，建立无刷双馈电机单机虚拟同步控制模型：

其中E_0d＝E₀cosδ,E_0q＝E₀ sinδ

S3：根据无刷双馈电机单机虚拟同步控制模型的特性，计算其完整数学模型；

S4：将单机虚拟同步控制模型与不同时间尺度的装置或系统结合后形成不同时间尺度的虚拟同步模型；

时间尺度包括交流电流控制时间尺度、直流电压控制时间尺度和机电转速控制时间尺度，S4具体包括以下步骤：

S4-1：从电机运行角度分析，将电机的单机虚拟同步控制模型与变流器或其他时间尺度的电力电子装置的控制模型结合，形成不同时间尺度的虚拟同步模型；

根据电机功率-频率关系式，将各类扰动量以前馈的形式表示，得到下式：

式中m为有功功率调节系数，可根据有功频率下垂特性得到，ω_ref为给定参考角频率，β为风机桨距角，k₁，k₂，k₃分别为ω_ref，β和ω_grid的前馈系数；

根据功率与频率的关系，可以分析控制策略中参数对控制系统的影响，设为功率角表达式。

2.如权利要求1所述的无刷双馈电机虚拟同步控制多尺度建模方法，其特征在于：S4还包括以下内容：

S4-2：从电力系统运行特性角度分析，将电机的单机虚拟同步控制模型与电力系统结合，设置电力系统的尺度参数，形成系统化无刷双馈电机虚拟同步控制多尺度模型。