[发明专利]基于转速控制的风电机组一次调频系统建模方法

摘要

基于转速控制的风电机组一次调频系统建模方法，根据次优功率跟踪模型，求解风电机组次优转子转速ω_{del_ref}的小信号增量Δω_{del_ref}：根据空气动力模型，求解机械功率P_m的小信号增量ΔP_m：根据速度控制器模型，求解相关状态变量的小信号增量：根据一次调频控制器模型，求解附加电磁转矩T_add的小信号增量ΔT_add；根据变流器模型，求解电磁功率P_e的小信号增量ΔP_e；根据发电机机电暂态模型，求解风电机组转子转速ω_r的小信号增量Δω_r。本发明获得一种类似同步发电机原动机‑调速器一次调频系统动态响应描述的双馈风电机组一次调频系统动态建模方法，从而掌握电力系统频率扰动下风电机组一次调频响应的数学描述手段。

主权项

1.基于转速控制的风电机组一次调频系统建模方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：根据次优功率跟踪模型，求解风电机组次优转子转速ωdel_ref的小信号增量Δωdel_ref；步骤2：根据空气动力模型，求解机械功率Pm的小信号增量ΔPm；步骤3：根据速度控制器模型，求解相关状态变量的小信号增量；所述步骤3中速度控制器模型为：Tref＝KpT(ωr‑ωref)+KiT∫(ωr‑ωref)dt；上式中，T_ref为速度控制器输出的参考电磁转矩，风机采用次优功率控制策略时参考转速ω_ref＝ω_{del_ref}，K_pT，K_iT为速度控制器的比例系数和积分系数，令：在φ和T_ref的稳态邻域内，求取其小信号增量表达式为：步骤4：根据一次调频控制器模型，求解附加电磁转矩Tadd的小信号增量ΔTadd；所述步骤4中转速控制一次调频控制器模型，当认为角频率信号平滑性良好时，可忽略滤波器模型，由此得到：Tadd＝‑Kpf(ωs‑ωnom)上式中，ωs为系统同步角频率，ωnom为系统角频率标称值，稳态时ωs＝ωnom，Kpf为转速控制增益系数，当产生频率扰动时，在Tadd初始稳态邻域内，取其小信号增量表达式为：△Tadd＝‑Kpf△ωs；步骤5：根据变流器模型，求解电磁功率Pe的小信号增量ΔPe；步骤6：根据发电机机电暂态模型，求解风电机组转子转速ωr的小信号增量Δωr；步骤7：根据步骤1‑步骤6，建立转速一次调频控制输入输出系统的状态方程；步骤8：根据步骤7，构建系统状态空间模型，求解系统输入输出传递函数。