[发明专利]一种基于ADPSS风力发电站的暂态等值电势辨识方法

摘要

本发明提出一种基于ADPSS风力发电站的暂态等值电势辨识方法，流程包括：建立风电并网系统；确定风电系统SVPWM触发角度；计算网侧变换器的输出网侧电压；判断当前风力系数变化率Pb是否超过设定风力系数的变化阀值；计算风力发电站暂态电势；在ADPSS软件中建立仿真模型，验证本发明的有效性；本发明采用虚拟磁链技术的风力发电站可以省去电网侧的电压传感器，采用SVPWM技术将正弦波等效为一系列等时间间隔的脉冲信号，控制转子侧变换器的导通，用频率占空比的方式控制网侧变换器的导通，输出接近正弦的网侧交流电压，具有良好的动、静态特性，此方法为风力发电站暂态等值电势在线辨识提供了依据。

主权项

1.一种基于ADPSS风力发电站的暂态等值电势辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立风电并网系统，包括风力发电机、转子侧变换器、网侧变换器和电网；风力发电机的直流输出端与转子侧变换器相连接，转子侧变换器与网侧变换器相连接，网侧变换器与电网相连接；采用电网虚拟磁链分析技术计算得网侧电压Uout，转子侧变换器采用SVPWM控制方法；步骤2：获取风力发电机输出电压Up，风电并网系统的转子侧变换器电压值Us与相应的开关函数Sa、Sb、Sc的数学表达式，确定风电系统SVPWM触发角度θ；所述风电并网系统的转子侧变换器的电压值与相应的开关函数Sa、Sb、Sc的数学表达式，如下所示：SVPWM定义为一个开关函数Sx，当转子侧变换器的上桥臂导通时，开关函数Sx＝1，否则，开关函数Sx＝0，Sa、Sb、Sc分别代表不同的空间电压矢量，在传统两电平的逆变控制系统中，Sa、Sb、Sc分为2个零矢量和6个非零矢量，其中，2个零矢量为：U0(000)、U7(111)，6个非零矢量为：U1(100)、U2(110)、U3(010)、U4(011)、U5(001)、U6(101)；2个零矢量在原点，空间电压矢量Us在任一时刻都会位于某一扇区，因此，Us由复平面包围的某扇区的两条非零矢量Ux、Uy组成，无论相位角θ如何变化，Us均用两条非零矢量进行表示；在SVPWM开关周期Ts内，设Us的工作时间为Ts，Ux的工作时间分Tx，Uy的工作时间为Ty，此时Tx+Ty＝Ts，Us表达式为UsTs＝UxTx+UyTy，Up＝Ux＝Uy即：且：其中，m为SVPWM的调制系数，风电系统SVPWM触发角度θ，Ts为定值，不随时间而改变，ω为角速度，t为时间变量；当Us位于第一扇区时，Tx为T1，Ty为T2，此时可得：式中，n为正整数；当Us位于第二扇区时，Tx为T2，Ty为T3，可得：当Us位于第三扇区时，Tx为T3，Ty为T4，可得：当Us位于第四扇区时，Tx为T4，Ty为T5，可得：当Us位于第五扇区时，Tx为T5，Ty为T6，可得：当Us位于第六扇区时，Tx为T6，Ty为T1，可得：步骤3：根据不同导通时刻Tx和Ty，确定转子侧变换器的输出电压Ud0的计算公式如下所示：步骤4：根据网侧变换器的频率占空比β和转子侧变换器的输出电压Ud0，计算网侧变换器的输出网侧电压Uuv的计算公式如下所示：风力发电站网侧变换器输出电势有效值UUV计算公式如下所示：步骤5：判断当前风力系数变化率Pb是否超过设定风力系数的变化阀值Ps，若是，则设定风力变化系数L＝1，否则，设定风力变化系数L＝0；步骤6：根据网侧变换器的输出电势有效值UUV、基于电网虚拟磁链定向得到的网侧电压Uout以及风力变化系数L，计算风力发电站暂态电势U；风力发电站暂态等值电势的U的计算公式如下：其中，n＝1,2,3……∞,ω为角频率。