[发明专利]大容量风电场风机聚合模型建立和仿真方法

摘要

一种大容量风电场风机聚合模型建立和仿真方法，涉及风力发电系统，尤其涉及一种使用计算机程序进行双馈风电机组系统的建模分析的方法，包括以下步骤：建立风功率模型模拟风力机吸收的风功率；建立风机轴系模型；建立桨距控制系统模型；建立双馈异步感应电机电气仿真模型；建立电网侧变频器和转子侧变频器控制器模型；建立大容量风电场详细模型和风电场聚合模型；设置风电机组系统的仿真运行工况和故障状态，进行故障仿真，验证风机聚合模型。本发明建立符合双馈变速恒频风电机组物理特性的详细模型和大容量风电场风机聚合模型，在仿真精度上完全符合要求，并大大提高了仿真速度，适用于风电接入大规模电网后的稳定性分析。

主权项

一种大容量风电场风机聚合模型建立和仿真方法，所述的风电机组包括由风力机模型、轴系模型和桨距控制系统构成的原动机模型，由感应发电机模型和转子侧变频器控制保护系统构成的双馈风电机组模型，以及电网侧变频器控制系统，所述风机聚合模型建立和仿真方法包括以下步骤：S100）建立风力机模型，根据风速、风能转换效率与叶尖速比和叶片浆距角的关系，模拟风力机吸收的风功率；S200）使用发电机质块和风力机质块组成的两质量块轴系结构，建立风机轴系模型，模拟风力机机械转矩与发电机电磁转矩的能量传递关系；S300）建立桨距控制系统模型，使用桨距角控制仿真进行风电机组功率的寻优，寻求在给定风速下使风电机组输出功率的最大值；模拟风速超出额定风速时桨距控制系统的过载保护功能；S400）根据双馈感应电机的方程和磁链方程构建双馈异步感应电机的T型等效电路，建立DFIG电气仿真模型；S500）根据DFIG电气仿真模型双馈感应发电机定子的瞬时电磁功率方程、转子电流与定子电流的关系和转子电压方程，建立电网侧变频器和转子侧变频器控制器模型；S600）使用以上步骤建立的风电机组仿真模型，建立大容量风电场详细模型；S700）设置大容量风电场的仿真运行工况和故障状态，进行大容量风电场的故障仿真；S800）使用风机聚合方法，建立风电场聚合模型；S900）使用风电场聚合模型进行大容量风电场的故障仿真，验证风机聚合模型。