[发明专利]一种双馈风机并网系统稳定性分析方法

摘要

本发明公开一种双馈风机并网系统稳定性分析方法，属于电气工程技术领域。该方法在极坐标下建立了双馈风机转子侧变流器端口和网侧变流器端口的小信号阻抗模型，在极坐标下建立了电网侧网络端口的小信号阻抗模型。根据建立的双馈风机转子侧变流器端口的小信号阻抗模型、双馈风机网侧变流器端口的小信号阻抗模型和网络端口的小信号阻抗模型，计算得到双馈风机端口的广义阻抗和电网侧网络端口的广义阻抗，将两个广义阻抗相除得到对应的比值，根据奈奎斯特判据判断双馈风机并网系统的稳定性。本发明方法可用于分析双馈风机并网系统的稳定性，为理解大规模风电接入电网后引起的振荡机理提供理论基础。

主权项

1.一种双馈风机并网系统稳定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)，在极坐标下建立双馈风机转子侧变流器端口的小信号阻抗模型；步骤(2)，在极坐标下建立双馈风机网侧变流器端口的小信号阻抗模型；步骤(3)，在极坐标下建立电网侧网络端口的小信号阻抗模型；步骤(4)，根据步骤(1)和步骤(2)获得的双馈风机转子侧变流器和网侧变流器端口的小信号阻抗模型，计算双馈风机端口的广义阻抗；根据步骤(3)获得的电网侧网络端口的小信号阻抗模型，计算电网侧网络端口的广义阻抗；步骤(5)，将步骤(4)获得的两个广义阻抗相除得到相应的比值，利用奈奎斯特判据判断双馈风机并网系统的稳定性；其中，步骤(1)～(3)中极坐标下建模是以幅值和相角为表示形式的极坐标建模；其中，在极坐标下建立双馈风机转子侧变流器端口的小信号阻抗模型的表达式为：其中，ΔI_s为双馈风机定子电流幅值扰动，I_s为定子电流稳态幅值，为定子电流相角扰动，ΔV_s为双馈风机定子电压幅值扰动，V_s为定子电压稳态幅值，Δδ_s为定子电压相角扰动，为双馈风机转子侧变流器端口的导纳矩阵；Y_g1(s)、Y_g4(s)、Y_m(s)的表达式为：其中，s为拉普拉斯算子，G₁(s)为转子变流器功率外环的传递函数，G₁(s)＝K_sp+K_si/s，K_sp为功率外环的比例系数，K_si为功率外环的积分系数；G₂(s)为转子变流器电流内环的传递函数，G₂(s)＝K_rp+K_ri/s，K_rp为电流内环的比例系数，K_ri为电流内环的积分系数；G_PLL(s)为锁相环的传递函数，G_PLL(s)＝(K_ppll+K_ipll/s)/s，K_ppll为锁相环的比例系数，K_ipll为锁相环的积分系数；L_s为双馈风机中感应电机定子自感，L_r为双馈风机中感应电机转子自感，L_m为双馈风机中感应电机定、转子互感，I_r0为转子电流稳态幅值，ω₀为系统角频率。