[发明专利]风电场仿真测试方法、装置和风电场仿真模型

权利要求书

1.一种风电场仿真测试方法，其特征在于，适用于预先构建的风电场仿真模型；所述风电场仿真模型包括CPU模块、FPGA模块和N台风电机组；所述风电机组由三相受控电流源表示；N≥1；所述风电场仿真测试方法包括步骤：

所述CPU模块在每一预设的CPU计算时步内，分别测量所述N台风电机组的端口三相电压，并依次输入所述FPGA模块中；

所述FPGA模块根据每一所述风电机组的端口三相电压计算对应的风电机组的状态方程，得到每一所述风电机组的端口三相电流，并输入所述CPU模块以作为对应的所述风电机组的控制量。

2.如权利要求1所述的风电场仿真测试方法，其特征在于，以预设的FPGA时钟周期为间隔，依次将每一所述风电机组的端口三相电压输入所述FPGA模块中；其中，所述CPU计算时步大于N倍的所述FPGA时钟周期。

3.如权利要求2所述的风电场仿真测试方法，其特征在于，所述风电机组的状态方程的计算时长为M个所述FPGA时钟周期；其中，M≥N。

4.如权利要求3所述的风电场仿真测试方法，其特征在于，所述风电机组的状态方程的计算过程具体为：

利用三相静止坐标系到两相静止坐标系变换公式，根据所述端口三相电压计算所述发电机组的定子在两相静止坐标系的电压分量；

利用后退欧拉法，根据所述电压分量更新所述风电机组的定子和转子的磁链状态变量；

根据所述磁链状态变量计算所述风电机组的定子和转子在两相静止坐标系的电流分量；

利用两相静止坐标系到三相静止坐标系变换公式，根据所述风电机组的定子的所述电流分量计算所述风电机组的定子的端口三相电流。

5.如权利要求4所述的风电场仿真测试方法，其特征在于，在所述根据所述磁链状态变量计算所述风电机组的定子和转子在两相静止坐标系的电流分量之后，还包括：

根据转矩方程计算所述风电机组的电磁转矩；

根据风电机组机械方程计算所述风电机组的转子的转速。

6.如权利要求5所述的风电场仿真测试方法，其特征在于，所述发电机组的定子在两相静止坐标系的电压分量满足公式：

其中，V_sα表示所述风电机组的定子在两相静止αβ坐标系的α轴的电压分量；V_sβ表示所述风电机组的定子在两相静止αβ坐标系的β轴的电压分量；V_a、V_b和V_c表示所述风电机组的端口三相电压；

所述风电机组的定子和转子的磁链状态变量的更新满足公式：

其中，所述和分别表示定子在两相静止αβ坐标系的α轴和β轴的磁链；和分别表示转子在两相静止αβ坐标系的α轴和β轴的磁链；i_sα和i_sβ分别表示定子在在两相静止αβ坐标系的α轴和β轴的电流分量；i_rα和i_rβ分别表示转子在两相静止αβ坐标系的α轴和β轴的电流分量；T_FPGA表示所述FPGA时钟周期；R_s表示定子电阻；R_r表示转子电阻；ω_r转子角速度；z^-1表示一个CPU计算时步的延迟；

所述风电机组的定子和转子在两相静止坐标系的电流分量满足公式：

其中，所述L_s为定子绕组自感；所述L_r为转子绕组自感；L_m为互感；

所述风电机组的定子的端口三相电流满足公式：

其中，所述I_a、I_b和I_c表示所述风电机组的定子的端口三相电流。