[发明专利]双轴励磁调相机的分析方法、控制方法及双轴励磁调相机

权利要求书

1.一种双轴励磁调相机的分析方法，其特征在于，包括：

根据待分析的双轴励磁调相机的六阶模型，确定所述双轴励磁调相机的d轴励磁的增量方程及q轴励磁的增量方程，所述d轴励磁的增量方程为：

所述q轴励磁的增量方程为：

其中，T′_d0、T′_q0、T″_d0、T″_q0分别为d、q轴暂态及次暂态开路时间常数；X_d为d轴同步电抗；X′_d为d轴暂态电抗；X″_dd轴次暂态电抗；X_q为q轴同步电抗；X′_q为q轴暂态电抗；X″_q为q轴次暂态电抗；ΔE_fd为d轴励磁电压的增量，ΔE_fq为q轴励磁电压的增量；

根据所述双轴励磁调相机的d轴励磁的增量方程及q轴励磁的增量方程，确定设置在新能源厂站的并网点的所述双轴励磁调相机正常运行时，所述双轴励磁调相机的各电气量的增量方程；

根据所述双轴励磁调相机的d轴励磁的增量方程及q轴励磁的增量方程、及所述各电气量的增量方程，确定所述双轴励磁调相机的电磁转矩增量方程，所述电磁转矩增量方程为：

其中，ΔT_e为电磁转矩增量，u为系统电压；调相机功角δ为高压侧母线电压u与q轴稳态感应电动势E_q之间的夹角；E″_d和E″_q分别为d、q轴次暂态及暂态感应电动势；X″_d和X″_q分别为d轴和q轴次暂态电抗；X_k为调相机升压变短路阻抗；

根据所述d轴励磁的增量方程及q轴励磁的增量方程、所述双轴励磁调相机的电磁转矩增量方程，确定包括有d轴励磁调节器的传递函数及q轴励磁调节器的传递函数的所述双轴励磁调相机的传递函数形式的系统模型，所述系统模型为：

其中，G(s)为d轴励磁调节器的传递函数，g(s)为q轴励磁调节器的传递函数ω_B为基准转速；

利用所述系统模型，分析在所述双轴励磁调相机处于深度进相时，使得所述双轴励磁调相机的转子保持在同步转速的关键控制参数，包括：

根据所述双轴励磁调相机的电磁转矩增量方程，确定分别作用在所述双轴励磁调相机的同步转矩和阻尼转矩，所述同步转矩响应于所述双轴励磁调相机的功角δ的增量Δδ与同步转矩系数K_δ的乘积；所述阻尼转矩响应于所述双轴励磁调相机的转子的转速ω的增量Δω与阻尼转矩系数K_q的乘积；

确定与所述q轴励磁调节器相关的第一电磁转矩系数对应的阻尼分量随频率的变化特性；或

确定所述双轴励磁调相机的所述同步转矩系数K_δ随频率的变化特性；或

确定所述双轴励磁调相机的所述阻尼转矩系数K_q随频率的变化特性；或

确定与d轴、q轴电枢反应分别相关的第二电磁转矩系数和第三电磁转矩系数分别对应的阻尼分量随频率的变化特性；

确定所述第一电磁转矩系数、第二电磁转矩系数、第三电磁转矩系数、所述同步转矩系数K_δ、或所述阻尼转矩系数K_q中的至少一项，为使得所述双轴励磁调相机的转子保持在同步转速的关键控制参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述待分析的双轴励磁调相机的六阶模型根据电力系统分析程序中的基本假设和发电机惯例情况下确定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述d轴励磁调节器的传递函数包括基于比例积分微分控制策略的G(s)；

所述d轴励磁电压E_fd的增量如下式：ΔE_fd＝-G(s)Δu_t，

其中，Δu_t为所述双轴励磁调相机的机端电压u_t的增量。