[发明专利]一种双馈风电机组风电场仿真系统及仿真方法、设备

说明书

本发明提供了一种双馈风电机组风电场仿真系统及仿真方法、设备，包括：双馈风电机组单机模型模块，对双馈风电机组的单机并网进行仿真，接收外部给定的风速信号以及电网故障信号，并输出三相交流电以及风电功率；电力系统传输线模型模块，模拟风电场中的电力系统传输线，将双馈风电机组单机模型模块输出的三相交流电以及风电功率进行远距离传输；电网模型模块，模拟风电场并入的电网模型，实现对双馈风电机组风电场的仿真建模。本发明提供的双馈风电机组风电场仿真系统及仿真方法、设备，是一种模块化的风电场建模技术，满足风电场建模的需要；从风电场建模的角度出发，通过模块化封装给出了一整套系统的风电场建模方式，具备更广泛的应用空间。

技术领域

本发明涉及风力发电建模技术领域，具体地，涉及一种双馈风电机组风电场仿真系统及仿真方法、设备。

背景技术

随着近期以风力发电、光伏发电为代表的清洁能源的飞速发展，电力系统正在经历从集中式发电到分布式发电系统的转变，于此同时，随着我国国民经济的持续增长和人民生活水平的不断提高，国内能源需求急剧增长，对于能源的需求急剧增长，传统能源将无法满足日益增长的能源需求，因此大力发展包括风力发电在内的新能源将是下一步重要的发展方向。

在风力发电领域，目前广泛使用的是双馈异步发电机(Doubly-fedinductiongenerator,DFIG)，其通过电力电子变换器对转子实现交流励磁，可以现在在同步速上、下30％范围内运行，转子励磁变换器的容量仅为发电机额定功率的30％左右，对于变换器的要求没有全功率发电机组高，并且可以随着励磁变换器容量的增加获得更宽的运行速度范围，这种拓扑结构采用了多级的齿轮箱升速，大大减少了发电机体积，获得了广泛的应用。

目前在双馈风力发电机的仿真研究方面，主要使用的是诸如PSCAD的电磁暂态仿真软件，能够实现对于双馈发电机组的等效仿真研究，但是由于仿真目的的不同，目前基于PSCAD等仿真软件的建模仿真主要针对与双馈风电机组单机的仿真研究，能够精确体现双馈发电机单机并网，但是目前十分缺乏针对双馈风电机组风电场的建模仿真研究，因此目前亟需提出一种基于PSCAD仿真软件的双馈风电机组风电场的有效建模方法。

经过检索发现：

申请号为201410709230.5的中国发明专利申请《一种双馈风电机组建模方法及装置》，提出了一种针对双馈风电机组的类型匹配与特性匹配方法，该方法及装置能够利用初始参数确定待辨识参数，但是此方法仅仅解决了单机并网的问题，但是不能够从风电场建模的角度给出风电场的建模方法，因此具有一定的局限性。

申请号为201910794434.6的中国发明专利申请《一种海上双馈风电机组故障穿越控制方法和系统》，提出了一种海上双馈风电机组故障穿越控制方法和系统，该方法和系统能够有效解决单机并网情况下风电机组的故障穿越问题，但是不能够解决风电场级别的建模分析问题。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种双馈风电机组风电场仿真系统及仿真方法、设备。

本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面，提供了一种双馈风电机组风电场仿真系统，包括：

双馈风电机组单机模型模块，所述双馈风电机组单机模型对双馈风电机组的单机并网进行仿真，接收外部给定的风速信号以及电网故障信号，并输出三相交流电以及风电功率，其中，风速信号通过外部人为给定，输入到单机前端气动仿真子模块中，电网故障信号在风电场仿真系统的电网模型模块中产生；

电力系统传输线模型模块，所述电力系统传输线模型模块模拟风电场中的电力系统传输线，将双馈风电机组单机模型模块输出的三相交流电以及风电功率进行远距离传输；