[发明专利]基于桨距角动作情况的双馈机组风电场动态等值建模方法

权利要求书

1.基于桨距角动作情况的双馈机组风电场动态等值建模方法，其特征在于它的步骤如下：

步骤一：采集待建立模型的风电场中的所有双馈风电机组的故障前有功功率、故障前机端电压和故障前风速；

步骤二：根据待建立模型的风电场中的所有双馈风电机组的故障前有功功率、故障前机端电压和故障前风速提取反映桨距角动作的特征向量输入支持向量机分类器，并对所有双馈风电机组进行动态机群分类；将所有双馈风电机组分成三个机群，第一机群为故障前桨距角已动作的双馈风电机组；第二机群为故障前桨距角不动作，且故障期间桨距角动作的双馈风电机组；第三机群为故障前和故障期间桨距角都不动作的双馈风电机组；

步骤三：把三个机群分别等效成三台等值双馈风电机组，并计算出每台等值双馈风电机组的各参数以及等值电缆参数，从而得到一个表征三台等值双馈风电机组的风电场等值模型。

2.根据权利要求1所述的基于桨距角动作情况的双馈机组风电场动态等值建模方法，其特征在于步骤二中的提取反映桨距角动作的特征向量；

桨距角动作，即通过轴系的运动方程得到：

2Hdωrdt=Tm-Te]]>公式一

公式一中，H为惯性时间常数；T_m、t_e分别为风力机的机械转矩和发电机的电磁转矩；ω_r为风力机转速；

由公式一得故障期间的转速为

ωr=ωr0+12H∫0t(Tm-Te)dt]]>公式二

式中，ω_r0为初始转速；

下面分别求出初始转速ω_r0、风力机的机械转矩T_m以及发电机的电磁转矩T_e；

首先根据步骤一中的故障前的有功功率可得初始转速ω_r0；

其次根据步骤一中的故障前风速计算得到风力机的机械转矩T_m，

风力发电机组空气动力学模型为：

T_m＝0.5ρπR²v_w³C_p(λ，β)/ω_r        公式三

公式三中，ρ为空气密度；R为风机叶轮半径；v_w为故障前风速；λ为叶尖速比；β为桨距角；C_P为叶片的风能利用系数；

最后根据步骤一中的故障前的机端电压获得发电机的电磁转矩T_e，

发电机的电磁转矩T_e与输出有功功率的关系为

Te=peΩr=(1-s)psΩr=pnpsω1]]>公式四

公式四中，s为转差，ω₁为同步转速；p_n为极对数；p_s为输出有功功率；p_e为电磁功率；Ω_r为转子机械角速度；

故障期间定子电流A相电流为

公式五

公式五中，a为定子直流分量的衰减系数；D为电压跌落系数；为短路时的相位角；U_m0为故障前电压幅值；x_s为定子电抗；x_s′为定子暂态电抗；T_r′为转子的瞬态时间常数；

发电机的输出功率为

ps=uABCTiABC=DuA0iA+DuB0iB+DuC0iC]]>公式六

公式六中，U_A0、U_B0和U_C0分别为故障前A相、B相和C相电压，其中B相、C相的电压和电流可由A相经角度变换得出。