一种双馈异步风力发电机组的整机动态建模方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106777499A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611032705.7(22)申请日2016.11.18(71)申请人云南电网有限责任公司电力科学研究院地址650217云南省昆明市经济技术开发区云大西路105号(72)发明人梁俊宇赵明李孟阳李萍杨家全陆海罗恩博(74)专利代理机构北京弘权知识产权代理事务所(普通合伙)11363代理人逯长明许伟群(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称一种双馈异步风力发电机组的整机动态建模方法(57)摘要本发明是关于一种双馈异步风力发电机组的整机动态建模方法，包括：获取风力发电机组中风轮的结构参数和风轮中叶片各截面翼型的升阻力气动数据；根据结构参数和升阻力气动数据，利用自由涡尾迹方法建立风轮空气动力学子模型；建立风力发电机组的机械侧子模型和电气侧子模型；建立机械侧子模型与电气侧子模型的数据传输通道；利用数据传输通道对整机动态模型进行耦合求解，其中，整机动态模型包括机械侧子模型和电气侧子模型。本发明通过对风力发电机组的机械侧和电气侧分别进行高精度建模，并对整机动态模型进行耦合求解，实现对风力发电机组与电网扰动的相互作用进行模拟分析。CN106777499ACN106777499A权利要求书1/2页1.一种双馈异步风力发电机组的整机动态建模方法，其特征在于，包括：获取风力发电机组中风轮的结构参数和所述风轮中叶片各截面翼型的升阻力气动数据；根据所述结构参数和所述升阻力气动数据，利用自由涡尾迹方法建立风轮空气动力学子模型；建立所述风力发电机组的机械侧子模型和电气侧子模型，其中，所述机械侧子模型包括桨距角控制系统模块子模型、齿轮传动链模块子模型以及所述风轮空气动力学子模型，所述电气侧子模型包括双馈发电机模块子模型和变流器及控制系统模块子模型；建立所述机械侧子模型与所述电气侧子模型的数据传输通道；利用所述数据传输通道对整机动态模型进行耦合求解，其中，所述整机动态模型包括所述机械侧子模型和所述电气侧子模型。2.根据权利要求1所述的整机动态建模方法，其特征在于，利用所述数据传输通道对所述整机动态模型进行耦合求解包括：将所述机械侧子模型与所述电气侧子模型初始化；将所述机械侧子模型与所述电气侧子模型设置统一的物理时间步；将动态来流参数输入到所述风轮空气动力学子模型，在所述物理时间步内对所述风轮空气动力学子模型进行迭代计算，得到所述风轮的第一动力参数；通过所述数据传输通道将所述第一动力参数依次传输至所述齿轮传动链模块子模型和所述双馈发电机模块子模型；根据所述第一动力参数，控制所述双馈发电机模块子模型的转矩和转速，在物理时间步内，根据所述动态来流参数、转矩和转速，在所述物理时间步内对所述双馈发电机模块子模型进行迭代计算，得到风轮桨距角，将所述风轮桨距角、转矩和转速传输至所述风轮空气动力学子模型；所述风轮空气动力学子模型根据所述风轮桨距角、转矩和转速调整所述第一动力参数。3.根据权利要求2所述的整机动态建模方法，其特征在于，所述动态来流参数包括风速、湍流度、阵风和风廓线因子。4.根据权利要求2所述的整机动态建模方法，其特征在于，将动态来流参数输入到所述风轮空气动力学子模型之前，还包括：更新所述整机动态模型接入电网的电网参数以及所述机械侧子模型与所述电气侧子模型的物理时间步。5.根据权利要求4所述的整机动态建模方法，其特征在于，所述电网参数包括所述整机动态模型接入电网的电压和电网频率。6.根据权利要求1所述的整机动态建模方法，其特征在于，利用所述数据传输通道对所述整机动态模型进行耦合求解之前，还包括：输入恒定风速参数到所述风轮空气动力学子模型，其中，所述风速参数取值范围为3m/s～25m/s，所述风速参数变化量为1m/s；计算不同恒定风速参数下的各子模型的参数，将所述子模型的参数保存为初始化数据库。7.根据权利要求1所述的整机动态建模方法，其特征在于，根据所述结构参数和所述升2CN106777499A权利要求书2/2页阻力气动数据，利用自由涡尾迹方法建立风轮空气动力学子模型，包括：在叶片各截面翼型的1/4弦长处布置升力线；根据所述风轮的结构参数，将所述升力线分成若干个附着涡线段；根据所述升阻力气动数据计算所述附着涡线段的附着涡环量；根据所述附着涡环量，建立风轮空气动力学子模型。8.根据权利要求1所述的整机动态建模方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述风轮空气动力学子模型进行动态失速和三维修正。9.根据权利要求1所述的整机动态建模方法，其特征在于，所述机械侧子模型和电气侧子模型为4阶模型。10.根据权利要求1所述的整机动态建模方法，其特征在于，所述机械