[发明专利]一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法及系统

权利要求书

1.一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法，其特征在于，包括：

获取同步电机的原始参数；

在仿真平台上设置三个受控电流源作为所述同步电机的定子绕组，并与外部网络相连；

将所述定子绕组的状态变量的初值设置为0，所述状态变量包括电子电流i_s、转子磁链转子电角度θ和转子转速ω；

将所述状态变量的初值作为当前n时刻的状态变量，所述当前n时刻的状态变量分别为θⁿ和ωⁿ；

获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系；

根据所述同步电机的原始参数、n时刻的状态变量以及函数关系得到所述状态变量的系数；

将n时刻的电子电流作为三个受控电流源的值，并与外部网络相连，得到定子三相电压；

获取励磁电压；

根据所述函数关系、状态变量的系数、定子三相电压和励磁电压得到和

获取传统VBR模型的转子运动方程；

根据所述转子运动方程和当前n时刻的状态变量得到θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

令n＝n+1，将所述当前n时刻的状态变量更新为n+1时刻的状态变量，所述n+1时刻的状态变量分别为θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

跳转至步骤“获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系”，直至n＝n+T，T为仿真总时间；

所述电子电流和转子磁链关于时序的函数关系为：

其中，i_s为电子电流，为转子磁链，n为当前时刻，为励磁电压，L″(θ)为与转子电角度θ有关的矩阵，A、B、C、D、E均为系数。

2.根据权利要求1所述的同步电机的VBR模型电磁暂态仿真方法，其特征在于，所述传统VBR模型的转子运动方程为：

其中，θ为转子电角度，ω为转子转速，T_J是转子的时间惯性常数，T_m和T_e分别作用在转子上的机械转矩和电磁转矩，D是描述发电机风阻与摩擦的机械阻尼系数。

3.一种同步电机的VBR模型电磁暂态仿真系统，其特征在于，包括：

第一参数获取模块，用于获取同步电机的原始参数；

网络连接模块，用于在仿真平台上设置三个受控电流源作为所述同步电机的定子绕组，并与外部网络相连；

初值设置模块，用于将所述定子绕组的状态变量的初值设置为0，所述状态变量包括电子电流i_s、转子磁链转子电角度θ和转子转速ω；

确定当前状态变量模块，用于将所述状态变量的初值作为当前n时刻的状态变量，所述当前n时刻的状态变量分别为θⁿ和ωⁿ；

第一函数获取模块，用于获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系；

状态变量系数确定模块，用于根据所述同步电机的原始参数、n时刻的状态变量以及函数关系得到所述状态变量的系数；

定子三相电压确定模块，用于将n时刻的电子电流作为三个受控电流源的值，并与外部网络相连，得到定子三相电压；

第二参数获取模块，用于获取励磁电压；

第一计算模块，用于根据所述函数关系、状态变量的系数、定子三相电压和励磁电压得到和

第二函数获取模块，用于获取传统VBR模型的转子运动方程；

第二计算模块，用于根据所述转子运动方程和当前n时刻的状态变量得到θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

更新模块，用于令n＝n+1，将所述当前n时刻的状态变量更新为n+1时刻的状态变量，所述n+1时刻的状态变量分别为θⁿ⁺¹和ωⁿ⁺¹；

跳转模块，用于跳转至步骤“获取电子电流和转子磁链关于时序的函数关系”，直至n＝n+T，T为仿真总时间；

所述第一函数获取模块获取的函数为：

其中，i_s为电子电流，为转子磁链，n为当前时刻，为励磁电压，L″(θ)为与转子电角度θ有关的矩阵，A、B、C、D、E均为系数。

4.根据权利要求3所述的同步电机的VBR模型电磁暂态仿真系统，其特征在于，所述第二函数获取模块获取的函数为：

其中，θ为转子电角度，ω为转子转速，T_J是转子的时间惯性常数，T_m和T_e分别作用在转子上的机械转矩和电磁转矩，D是描述发电机风阻与摩擦的机械阻尼系数。