[发明专利]一种多SGs/VSGs并联的转矩-频率动力学建模方法

权利要求书

1.一种多SGs/VSGs并联的转矩-频率动力学建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S₁：运用机电比拟原理将同步发电机SG的转子运动方程类比为机械网络,包括：将SG的同步转矩环节、阻尼转矩环节和惯性环节均视为两端元件，得到转矩与角频率的关系如式(1)所示：

式中：ω是SG转子的角速度，K_J表示惯量转矩系数，Δ表示在平衡点上的扰动量，K_D为阻尼转矩系数，K_S为同步转矩系数，T_D为阻尼转矩，T_e为电磁转矩，T_in为输入转矩；

在电路网络中，当电流源i_S与元件电感L、电阻R和电容C并联时，存在如下式(2)所示的电压、电流关系：

通过将式(1)中所列机械元件的转矩和式(2)中的电学元件的电流对应，将跨越机械元件的角速度和电学元件两端电压对应，由机械系统的联接关系，画出对应的机械网络图，并依据元件的串、并联关系求出反映激振转矩和角速度响应关系的机械导纳，机械阻抗为机械导纳的倒数；

步骤S₂：构建同步发电机SG的机械导纳模型，包括：

将所述的机械网络进行封装，得到包含转矩源ΔT_in、角频率扰动源Δω_c和第一、第二机械导纳的二端网络；

其中，Y_a(s)＝sK_J为SG的第一机械导纳，Y_b(s)＝K_S/s+K_D为SG的第二机械导纳；在SG在ΔT_in和Δω_c激励下转矩增量ΔT_ed＝ΔT_e+ΔT_D和Δω的响应，满足如下关系式(3)：

步骤S₃：构建虚拟同步机VSG的机械导纳模型，包括：

将VSG的转矩-角频率动力学模型定义为二端网络，其中，对于VSG，阻尼项为K_D(ω-ω_c)时的机械导纳模型，ΔT_ed＝ΔT_e+ΔT_D；阻尼项为K_D(ω-ω₀)时的机械导纳模型，ΔT_ed＝ΔT_e，Y_a(s)＝sK_J+K_D，Y_b(s)＝K_S/s；

步骤S₄：建立多台SGs/VSGs并联系统的机械导纳模型。

2.根据权利要求1所述的一种多SGs/VSGs并联的转矩-频率动力学建模方法，其特征在于，所述机械导纳模型对于不同的阻尼项K_D(ω-ω_c)和K_D(ω-ω₀)均具有适用性，其中，K_D为阻尼转矩系数,ω是SG转子的角速度，ω₀为参考角频率，ω_c为电网角频率。