[发明专利]基于桨距控制的风电机组一次调频系统建模方法

摘要

基于桨距控制的风电机组一次调频系统建模方法，根据空气动力模型，求解机械功率P_m的小信号增量ΔP_m：建立描述功率控制环状态变量：建立参考桨距角β_ref和桨距伺服执行机构的数学模型；根据前述步骤，建立相关变量的桨距一次调频输入输出控制系统的小信号增量状态方程组；构建系统状态空间模型，求解系统输入输出传递函数。本发明旨在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.基于桨距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：根据空气动力模型，求解机械功率P_m的小信号增量ΔP_m；步骤2：建立描述功率控制环状态变量；所述步骤2中对基于桨距控制一次调频输入输出系统，可令功率控制环中：上式中，P_e，P_N分别为风电机组输出的有功功率和额定有功功率；步骤3：建立参考桨距角β_ref和桨距伺服执行机构的数学模型；所述步骤3中数学模型为：上式中，β_ref，K_dβ，K_pc，K_ic，β，T_β分别为参考桨距角，一次调频桨距控制增益，功率控制PI环比例系数，功率控制PI环积分系数，桨距角，伺服执行机构时间常数；桨距角动作过程中，转速保持恒定，电磁功率与机械功率相等，由此可得：步骤4：根据前述步骤，建立相关变量的桨距一次调频输入输出控制系统的小信号增量状态方程组；步骤5：根据步骤4，构建系统状态空间模型，求解系统输入输出传递函数；所述步骤5中系统状态空间模型描述为：根据建立的状态方程，得到状态变量，输入向量，输出向量和参数矩阵为：x＝[△χ △β]^T u＝△ω_s y＝△P_mC＝[0 C_β]由此可得输出变量与输入变量间传递函数为：上式中，k₀，w₀，w₁，w₂为传递函数系数；由此得到△ω_s(s)与△P_m(s)的关系：