DFIG风电场外特性等效模型的构建方法

摘要

本发明公开了一种DFIG风电场外特性等效模型的构建方法，DFIG总体等效模型响应为其中_{Ptotal_res}、Q_{total_res}、P_{s_res}、Q_{s_res}、P_{grid_res}分别表示DFIG整体有功、无功响应，定子有功、无功响应、网侧有功响应；P_c、Q_c分别表示控制等效模型有功、无功响应，在此忽略网侧无功输出；下标“_{_res}”表示此为等效模型响应，以区别于仿真模型响应。该DFIG风电场外特性等效模型的构建方法拟合精度高，且仿真速度快。

主权项

1.一种DFIG风电场外特性等效模型的构建方法，其特征在于，DFIG风电场外特性等效模型包括定子侧看入的DFIG等效模型结构、暂态电势等效描述、网侧部分输出有功功率等效描述、控制策略等效描述以及DFIG整体等效模型；其中，(1)定子侧看入的DFIG等效模型结构由下式表达：${\stackrel{·}{V}}_s=(R_s+{\mathrm{jX}}^{\prime }){\stackrel{·}{I}}_s+{\stackrel{·}{E}}^{\prime }-j(1/{\omega }_B)d{\stackrel{·}{V}}_s/\mathrm{dt};$其中，为定子电压，R_s为DFIG定子绕组等效电阻，X′为暂态等效电抗，X′＝X_s+X_rX_m/(X_r+X_m)，X_s表示定子绕组等效电抗、X_r表示转绕组等效电抗、X_m表示DFIG励磁电抗，为暂态电势，是主磁通；(2)暂态电势等效描述由下式表征：$\left\{\begin{array}{c}{E}^{\prime }\left(t\right)=V_s\left(t\right)+k_1\mathrm{\Delta V}\left(t\right)V_0\\ {\theta }_{E^{\prime }}\left(t\right)={\theta }_{V_s}\left(t\right)+k_2\mathrm{\Delta V}\left(t\right)+{\theta }_0\end{array};\right.$其中，E′(t)、θ_E(t)分别表示暂态电势所对应的第t个采样点的幅值和相角；k₁和k₂分别表示暂态电势幅值增长率和暂态电势相角增长率；ΔV(t)表示定子电压在t时刻的幅值V(t)与初始值V(0)间的差值，即ΔV(t)＝V(t)-V(0)；V₀、θ₀分别表示与定子电压间幅值差初始值和相角差初始值；(3)网侧部分输出有功功率P_grid由-s₀P_s计算得到，其中P_grid为网侧输出功率，P_s为定子部分传输功率，s₀为转差初值，s₀为常数，该值即为独立待辨参数k_s，k_s为网侧输出功率分配有功比例；(4)控制等效模型如下：$\left\{\begin{array}{c}{P}_c=k_p{\mathrm{\Delta V}}_s\\ Q_c=k_q{\mathrm{\Delta V}}_s\\ {\mathrm{\Delta V}}_s={\mathrm{dV}}_s/\mathrm{dt}\end{array}\right.;$其中P_c、Q_c分别表示控制等效模型有功响应和无功响应，V_s、ΔV_s分别表示定子电压的幅值及其变化率；k_p和k_q分别为控制等效模型有功系数和无功系数；(5)DFIG整体等效模型DFIG整体等效模型如下：$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{total}\_\mathrm{res}}=P_{\mathrm{DFIG}\_\mathrm{res}}+P_c=P_{s\_\mathrm{res}}+P_{\mathrm{grid}\_\mathrm{res}}+P_c\\ Q_{\mathrm{control}}=P_{\mathrm{DFIG}\_\mathrm{res}}+Q_c=Q_{s\_\mathrm{res}}+Q_c\end{array}\right.;$其中P_{total_res}、Q_{total_res}、P_{s_res}、Q_{s_res}、P_{grid_res}分别表示DFIG整体有功响应、DFIG整体无功响应、定子有功响应、定子无功响应、网侧有功响应。