[发明专利]定桨距异步风力机建模方法

摘要

本发明公开了一种定桨距异步风力机建模方法，包括以下步骤：步骤一：建立风电机组俘获功率方程；步骤二：建立风速变化动态过程方程；步骤三：拟合风电机组的功率转换特性；步骤四：建立风能传递过程时滞方程；步骤五：使用上述风电机组俘获功率方程、风速变化动态过程方程、风电机组的功率转换特性和风能传递过程时滞方程完成定桨距异步风力机建模。实现建立定桨距异步风力机模型，为电力系统稳定分析和电网生产调度提供准确数据的优点。

主权项

一种定桨距异步风力机建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：建立风电机组俘获功率方程，公式具体如下：$P_w=\frac{\mathrm{\ρ}}{2}{A}_r{V}_w^3{C}_p(\mathrm{\λ},\mathrm{\θ})$其中，P_w是风能功率，ρ是空气密度，A_r是叶片扫过的面积，V_w是风速，C_p是风力机功率系数，λ为风力机叶尖速比，θ为风力机桨距角；步骤二：建立风速变化动态过程方程，公式具体如下：$P_w=\left\{\begin{array}{cc}0& V_w\<V_{ci}\\ \frac{V_w^3-V_{ci}^3}{V_r^3-V_{ci}^3}{P}_r& V_{ci}\≤V_w\<V_r\\ P_r& V_r\≤V_w\<V_{co}\\ 0& V_{co}\≤V_w\end{array}\right.$式中，P_r为风力机额定输出功率，V_ci、V_co、V_r分别为风力机的切入风速、切出风速和额定风速；步骤三：拟合风电机组的功率转换特性，上述函数C_p的计算公式具体如下：$C_p=\underset{i=0}{\overset{6}{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i{\mathrm{\λ}}^i$式中，a_i为修正系数；步骤四：建立风能传递过程时滞方程，由于风机的叶片和轮毅具有较大的转动惯量，风能从叶片通过轮毅传递到发电机处做功具有一定的时滞，用一阶惯性环节来模拟时滞方程，即：$\frac{{\mathrm{dP}}_m}{d_t}=\frac{1}{{\mathrm{\τ}}_h}(P_w-P_m)$式中，P_m为异步发电机转轴上的机械功率，τ_h为轮毂的惯性时间常数；步骤五：使用上述风电机组俘获功率方程、风速变化动态过程方程、风电机组的功率转换特性和风能传递过程时滞方程完成定桨距异步风力机建模。