[发明专利]基于饱和效应的同步机电磁暂态建模方法、系统及设备

权利要求书

1.一种基于饱和效应的同步机电磁暂态建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.采用线性外推法预测同步机某一时刻的第一转子角速度、第一转子角、电枢电流的第一电流q分量、电枢电流的第一电流d分量、磁链转折点的第一磁链转折点d分量和磁链转折点的第一磁链转折点q分量，以及获取同步机处于不饱和状态与饱和状态之间转折点的磁链转折数据；

S2.对所述第一电流q分量和所述第一电流d分量进行处理，得到模拟同步机的第一诺顿电路；通过坐标变换将所述第一诺顿电路从dq0量转换为abc相量形式的第二诺顿电路；

S3.将所述第二诺顿电路中等值电阻矩阵求逆得到等值电导矩阵，并将等值电导矩阵输入网络电导矩阵中进行求解，得到同步机端口的三相电压；

S4.对所述三相电压进行处理，得到同步机电枢电流的第二电流q分量、第二电流d分量和转子电流；以及对所述第二电流q分量、所述第二电流d分量、所述第一磁链转折点d分量和所述第一磁链转折点q分量进行处理，得到同步机的定子磁链d分量、定子磁链q分量和气隙磁链数据；

S5.若所述气隙磁链数据不大于饱和气隙磁链阈值，通过所述第二电流q分量、所述第二电流d分量、所述定子磁链d分量和所述定子磁链q分量在机械系统方程中求解，得到同步机的第二转子角速度和第二转子角；还对所述定子磁链d分量、所述定子磁链q分量和所述磁链转折数据进行处理，得到同步机磁链转折点的第二磁链转折点d分量和第二磁链转折点q分量；

S6.将所述第二电流q分量、所述第二电流d分量、所述第二转子角速度、所述第二转子角、所述第二磁链转折点d分量和所述第二磁链转折点q分量分别与对应的所述第一电流q分量、所述第一电流d分量、所述第一转子角速度、所述第一转子角、所述第一磁链转折点d分量和所述第一磁链转折点q分量计算，得到对应的误差绝对值；若所有的误差绝对值均小于误差允许值，返回步骤S1。

2.根据权利要求1所述基于饱和效应的同步机电磁暂态建模方法，其特征在于，包括：若任意一个的所述误差绝对值不小于误差允许值，返回步骤S4。

3.根据权利要求1所述基于饱和效应的同步机电磁暂态建模方法，其特征在于，对所述第一磁链转折点d分量、所述第一磁链转折点q分量和所述磁链转折数据进行处理，得到同步机磁链转折点的第二磁链转折点d分量和第二磁链转折点q分量包括：

基于同步机的参数数据、所述第一磁链转折点d分量、所述第一磁链转折点q分量、所述第二电流q分量和所述第二电流d分量计算，得到气隙磁链d分量和气隙磁链q分量，采用反三角函数对所述气隙磁链q分量与所述气隙磁链d分量比值计算，得到同步机磁链转折点的磁链转角；

采用三角函数对所述磁链转折数据和所述磁链转角进行计算，得到同步机磁链转折点的第二磁链转折点d分量和第二磁链转折点q分量。

4.根据权利要求3所述基于饱和效应的同步机电磁暂态建模方法，其特征在于，包括：若所述气隙磁链数据大于饱和气隙磁链阈值，采用饱和修正参数对所述气隙磁链d分量、所述气隙磁链q分量和所述气隙磁链数据进行修正，得到修改后的定子磁链d分量和定子磁链q分量。

5.根据权利要求1所述基于饱和效应的同步机电磁暂态建模方法，其特征在于，所述机械系统方程为：

式中，p为同步机的极对数，λ_q为定子磁链q分量，λ_d为定子磁链d分量，为第二电流d分量，为第二电流q分量，J为同步机的转动惯量，D为同步机的粘滞和空气摩擦阻尼系数，T为同步机的常数，ω为第二转子角速度，θ为第二转子角，t为仿真时间。