发明名称 微型燃气轮机发电系统的模拟方法
摘要 发明公开了一种微型燃气轮机发电系统的模拟方法,在该微型燃气轮机发电系统中,微型燃气轮机发电系统通过整流逆变装置向电网输出电能,将微型燃气轮机发电系统用以电感电流、电容电压为状态变量的三阶动态微分方程来表征;并最终求出微型燃气轮机发电系统的有功响应和无功响应:本发明的微型燃气轮机发电系统的模拟方法,能准确地模拟微型燃气轮机发电系统在并网运行条件下的稳态和暂态特性,可作为研究含有微型燃气轮机发电系统的研究工具。
申请公布号 CN102403731B 申请公布日期 2014.03.12
申请号 CN201110340431.9 申请日期 2011.11.01
申请人 湖南大学 发明人 马亚辉;李欣然;李小菊;张元胜;肖园园;徐振华
分类号 H02J3/38(2006.01)I 主分类号 H02J3/38(2006.01)I
代理机构 长沙市融智专利事务所 43114 代理人 黄美成
主权项 1.一种微型燃气轮机发电系统的模拟方法,其特征在于,在该微型燃气轮机发电系统中,微型燃气轮机发电系统通过整流逆变装置向电网输出电能,将微型燃气轮机发电系统用以下以电感电流、电容电压为状态变量的三阶动态微分方程来表征: <img file="FDA0000379925480000011.GIF" wi="720" he="382" />其中,I<sub>L.d</sub>、I<sub>L.q</sub>是逆变器输出电流的d轴分量和q轴分量,PCC为公共连接点,逆变器的输出电流也即微型燃气轮机发电系统由PCC点注入电网的电流;U<sub>i.d</sub>、U<sub>i.q</sub>是逆变器的出口电压的d轴和q轴分量;U<sub>g.d</sub>、U<sub>g.q</sub>是微型燃气轮机发电系统与电网的公共连接点电压的d轴分量和q轴分量;R、L、C分别为等值电阻、等值电感和等值电容器;P<sub>S</sub>为微型燃气轮机原动机输入功率;U<sub>dc</sub>为直流母线电压;S<sub>d</sub>、S<sub>q</sub>为逆变器同步坐标系下的平均开关函数,通过以下修正公式来不断修正: <img file="FDA0000379925480000012.GIF" wi="693" he="549" />其中,k<sub>p1</sub>、k<sub>i1</sub>、k<sub>p2</sub>、k<sub>i2</sub>为控制环节参数;ΔU<sub>dc</sub>、ΔI<sub>d</sub>、ΔI<sub>q</sub>分别为相应变量在单位时刻的变化量;I<sub>L.d</sub>(t)、I<sub>L.q</sub>(t)、S<sub>d</sub>(t)、S<sub>q</sub>(t)、<img file="FDA0000379925480000017.GIF" wi="98" he="66" />分别为I<sub>L.d</sub>、I<sub>L.q</sub>、S<sub>d</sub>、S<sub>q</sub>、<img file="FDA0000379925480000013.GIF" wi="52" he="73" />在t时刻的值;<img file="FDA0000379925480000014.GIF" wi="421" he="81" />分别为U<sub>dc</sub>、I<sub>L.d</sub>、I<sub>L.q</sub>、I<sub>L.d</sub>(t)的参考值,解出电流I<sub>L.d</sub>、I<sub>L.q</sub>的初值之后,通过给定S<sub>d</sub>=0.87、S<sub>q</sub>=0,通过下式求得U<sub>dc</sub>的初值,将U<sub>dc</sub>的初值赋予<img file="FDA0000379925480000015.GIF" wi="93" he="68" />即可获取<img file="FDA0000379925480000016.GIF" wi="96" he="73" />U<sub>dc</sub>(t)为U<sub>dc</sub>在t时刻的值;<img file="FDA0000379925480000021.GIF" wi="444" he="210" /><img file="FDA0000379925480000022.GIF" wi="71" he="73" />在后续辨识中保持不变,<img file="FDA0000379925480000023.GIF" wi="52" he="79" />取值为0以使得逆变器传输无功为0,通过初值求解求得I<sub>L.d</sub>的初值,将I<sub>L.d</sub>的初值作为<img file="FDA0000379925480000029.GIF" wi="44" he="69" />的初始值,在后续过程中动态修正;求解前述的三阶动态微分方程求得任意时刻的电流的d、q轴分量I<sub>L.d</sub>和I<sub>L.q</sub>,再对I<sub>L.d</sub>和I<sub>L.q</sub>进行派克反变换,即可求出同步坐标下的电流I<sub>L.x</sub>、I<sub>L.y</sub>,进而求出微型燃气轮机发电系统的有功响应和无功响应: <img file="FDA0000379925480000024.GIF" wi="595" he="202" />其中,U<sub>g.x</sub>和U<sub>g.y</sub>分别为同步坐标系下的公共连接点处的x电压分量和y电压分量。
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