[发明专利]一种基于自启动系统的海上风电并网仿真建模方法

权利要求书

1.一种基于自启动系统的海上风电并网仿真建模方法，其特征在于，包括：

根据具体风电场工程数据测算自启动系统柴油发电机组、可变负载及变压器的容量参数；

根据所述容量参数，基于Matlab/Simulink平台搭建自启动系统模型，并利用预先获取的典型电气参数建立计及充电电容的海缆模型；

针对目前海上风电主流的鼠笼式异步风力发电机，基于Matlab/Simulink平台搭建风机模型、箱式变压器模型及风机辅机系统模型；

利用自启动系统与所述海缆模型组成的系统进行建压过程仿真；

利用自启动系统对海缆模型及箱式变压器模型组成的系统进行建压过程仿真；

利用自启动系统对海缆模型、箱式变压器模型及风机辅机系统模型组成的系统进行建压过程仿真；

利用自启动系统对风机模型组成的系统进行仿真，实现风机并入自启动系统。

2.根据权利要求1所述的基于自启动系统的海上风电并网仿真建模方法，其特征在于，所述自启动系统柴油发电机组、可变负载及变压器的容量参数测算方法如下：

可变负载容量参数选取方法，包括：选取能够充分抵消无功容量并留有一定裕度用于灵活调节的可变负载容量；并选取能够在风机并网发电时抵消风机发出的有功功率以维持系统有功平衡，并留有一定裕度用于灵活调节的可变负载的阻性容量；

柴油发电机组容量参数选取方法，包括：尽可能选取容量大的柴油发电机组容量参数以保证风电调试的成功率；

变压器容量参数选取方法，包括：柴油发电机组出线侧的变压器的容量选取大于柴油发电机组的容量参数并留有一定裕度，可变负载出线侧的变压器的容量根据可变负载的容量进行配置。

3.根据权利要求1所述的基于自启动系统的海上风电并网仿真建模方法，其特征在于，所述利用典型电气参数建立计及充电电容的海缆模型，其步骤如下：

首先，评估海缆正序和零序参数，如下：

其中，R₁、L₁与C₁分别为海缆正序电阻、电感与电容；R₀、L₀与C₀分别为海缆零序电阻、电感与电容；r₁，r₀为每单位长度的正序电阻和零序电阻(Ω/km)；l₁，l₀为每单位长度的正序和零序电感(H/km)；c₁，c₀为每单位长度的正序和零序电容(F/km)；l_sec为电缆线长度；k_r1，k_l1，k_c1，k_r0，k_l0，k_c0为正序和零序双曲修正系数；

在计算出海缆各典型电气参数后，选取的Simulink自带的三相π分段线模块搭建海缆模型。

4.根据权利要求1所述的基于自启动系统的海上风电并网仿真建模方法，其特征在于，所述针对目前海上风电主流的鼠笼式异步风力发电机，基于Matlab/Simulink平台搭建风机模型，包括：

采用5阶模型模拟同步发电机的电气部分，其电压方程如下：

式中：u为各绕组的端电压；i为各绕组的电流；R为定子每相绕组电阻；下标d、q表示dq0坐标系中的纵轴和横轴；下标f表示励磁绕组；下标h表示阻尼绕组；

其磁链方程为：

式中L_d、L_q为定子绕组纵轴、横轴的同步电感；L_fd表示纵轴电枢绕组之间的反映电感；L_md、L_mq为发电机励磁电感在纵轴、横轴的分量；L_kd、L_kq为发电机阻尼绕组电感在纵轴、横轴的分量。