[发明专利]一种虚拟同步双馈风电机组等效惯量确定方法和系统

说明书

本发明提供了一种虚拟同步双馈风电机组等效惯量确定方法和系统，包括：获取虚拟同步双馈风电机组的机械惯量、控制参数和运行点相关参数；在高频扰动和低频扰动下分别利用终值定理对预先建立的虚拟同步双馈风电机组等效惯量计算模型进行近似处理，得到高频扰动和低频扰动下的虚拟同步双馈风电机组等效惯量计算式；将所述机械惯量、控制参数和运行点相关参数输入到所述高频扰动和低频扰动下的虚拟同步双馈风电机组等效惯量计算式，得到高频扰动和低频扰动下的虚拟同步双馈风电机组等效惯量，本发明对不同的场景下的等效惯量进行分析，大大提高了虚拟同步双馈风电机组对电网表现出的惯量的准确性和全面性。

技术领域

本发明属于虚拟同步双馈风电机组机电尺度惯量特性分析领域，具体涉及一种虚拟同步双馈风电机组等效惯量确定方法和系统。

背景技术

电力系统的频率由各并网发电机内电势的频率共同决定，电力系统的惯量也由各并网发电机内电势的惯量来决定。对于传统的同步发电机，其内电势的频率完全由转子频率来决定，主要受不平衡有功功率驱动，对电网表现出来的惯量即为转子的机械惯量。而对于双馈风电机组采用变流器控制，使得机械部分与电气部分解耦，对外无惯量特性，通过附加控制或采用虚拟同步控制后可以表现出惯量特性，这种特性不同于传统同步机自身惯量，双馈风电机组的惯量是通过改进控制实现的但现有的还存在双馈风电机组等效惯量的量化评估手段缺乏等问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种虚拟同步双馈风电机组等效惯量确定方法，包括：

获取虚拟同步双馈风电机组的机械惯量、控制参数和运行点相关参数；

在高频扰动和低频扰动下分别利用终值定理对预先建立的虚拟同步双馈风电机组等效惯量计算模型进行近似处理，得到高频扰动和低频扰动下的虚拟同步双馈风电机组等效惯量计算式；

将所述机械惯量、控制参数和运行点相关参数输入到所述高频扰动和低频扰动下的虚拟同步双馈风电机组等效惯量计算式，得到高频扰动和低频扰动下的虚拟同步双馈风电机组等效惯量。

优选的，所述低频扰动下的虚拟同步双馈风电机组等效惯量计算式如下：

B≈0

式中，B为低频扰动下的虚拟同步双馈风电机组等效惯量。

优选的，所述高频扰动下的虚拟同步双馈风电机组等效惯量的计算式如下：

式中，C为高频扰动下的虚拟同步双馈风电机组等效惯量，为运行点相关参数中的基于初始运行点的线性化转子转速系数，T_j为控制参数中的虚拟惯性时间常数，D为控制参数中的阻尼系数，H为风电机组的转子机械惯量，ω_r0为运行点相关参数中的初始运行点转子转速，ω_b为控制参数中的额定角频率，为运行点相关参数中的输入机械功率对桨距角在初始运行点处的偏导，K_pcom为控制参数中的控制桨距角的Pi控制器的比例系数；

所述基于初始运行点的线性化转子转速系数的计算式如下：

式中，R为转子绕组的电阻；L_r为转子绕组的电感。

优选的，所述虚拟同步双馈风电机组等效惯量计算模型的计算式如下：