【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电并网系统，具体涉及一种构网型风电并网系统的稳定性分析方法。
技术介绍
1、构网型风电并网系统是一种将多个风力发电机组通过电网进行连接和并网运行的系统。它主要由风力发电机组、变流器、电网连接设备和控制系统等组成。在构网型风电并网系统中，风力发电机组首先将风能转化为机械能，然后通过发电机将机械能转化为电能。接下来，变流器将直流电能转换为交流电能，并将其与电网进行连接。同时，控制系统对风力发电机组的运行状态进行监测和控制，确保系统的安全稳定运行。
2、构网型风电并网系统具有以下特点：
3、高效性：通过并联多个风力发电机组，可以提高整个系统的发电效率。
4、灵活性：可以根据实际需求调整风力发电机组的运行状态，以适应不同的风速和负荷变化。
5、可靠性：通过控制系统对系统进行监测和控制，可以及时发现并解决故障，确保系统的可靠性和稳定性。
6、可持续性：利用风能进行发电，不会产生二氧化碳等污染物，具有较好的环境友好性。
7、风能资源分布广泛、储量丰富，是可再生能源的主要代表，而且风力发电技术相对成熟，使得能够进行规模化开发和利用，成本相对较低。近年来，全球资源环境问题加剧，气候变化日趋明显，风电的大规模开发和利用受到世界各国的高度重视，并在各国的共同努力下得到了飞速发展，有效缓解了能源可持续发展所面临的困局，具有巨大的经济效益。因而多数电网系统将风电并入到电网中，然而当风电并网时风电发生功率振荡时，风电系统可能发生平衡点移动，导致原有的风电系统稳定性分析
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种构网型风电并网系统的稳定性分析方法，以解决现有风电并网系统稳定性分析大多效率较低且不具有代表性的问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种构网型风电并网系统的稳定性分析方法，包括：
4、s1：基于对n个已有构网型风电并网系统分别进行实时状态监测得到的n组运行信息，建立构网型风电并网系统的数字孪生模型，其中，n为大于1的整数；
5、s2：将所述数字孪生模型拆分为风力机子模型、发电机子模型、机侧变流器子模型和网侧变流器子模型；
6、s3：分别对所述风力机子模型、所述发电机子模型、所述机侧变流器子模型和所述网侧变流器子模型进行仿真，得到各子模型的小信号模型；
7、s4：基于粒子群算法和各子模型的小信号模型，得到构网型风电并网系统的稳定性参数。
8、可选择地，所述构网型风电并网系统包括：
9、风力机、发电机、基于mppt模式对风电电磁功率进行调节的机侧变流器和采用vsg控制系统的网侧变流器；所述风力机的输出端与所述发电机的输入端连接，所述发电机的输出端与机侧变流器的输入端连接，机侧变流器的输出端与网侧变流器的输入端连接，网侧变流器的输出端与电网的输入端连接；所述机侧变流器用于控制直流电压稳定；网侧变流器通过虚拟调速、虚拟励磁环节模拟发电机外特性具备主动频率及电压支撑能力。
10、可选择地，所述风力机子模型从风中捕获的机械能pm表示为：
11、
12、其中，ρ为空气密度，r为叶片半径，vw为风速，cp是关于叶尖速比λ和桨距角β的函数且λ＝ωgr/vw，λi为叶片i的叶尖速比，ωg为风力机的机械角速度。
13、可选择地，所述发电机子模型表示为：
14、
15、其中，ls为发电机电枢电感，rs表示定子电阻，ωe为电角速度，ird为发电机直轴输出电流，irq为发电机交轴输出电流，drd表示发电机直轴机侧变流器占空比；drq表示发电机交轴机侧变流器占空比；vdc为两端电压，ψf为永磁体磁链，发电机的电磁转矩表示为np为极对数。
16、可选择地，所述机侧变流器子模型包括功率环、转速环和电流环；
17、所述功率环表示为：
18、
19、其中，sgn(x)为符号函数，当x≥0时，sgn(x)＝1，而当x<0时，sgn(x)＝-1；tp表示控制周期，ε表示扰动步长；δp·δωg表示此时是工作在功率-转速曲线上最大功率点的左侧还是右侧；当ωg≤ωmpp时，系统工作在最大功率点左侧，δp·δωg＝1，而当ωg>ωmpp时，系统工作在最大功率点右侧，δp·δωg＝-1；ωmpp表示特定风速下最大功率点处的机械角速度；将这两种情况分别讨论，则功率环模型表示为：
20、
21、符号函数sgn(x)的描述函数为：a为振荡幅值；
22、所述转速环和电流环分别表示为：
23、
24、hω＝kωp+kωi/s为转速环pi控制器；hcr＝kcr+kcir/s为机侧电流环pi控制器。
25、可选择地，所述网侧变流器子模型表示为：
26、
27、其中，dgd，q表示网侧变流器占空比，igd和igq为网侧变流器d轴和q轴电流的参考值，ω为电网额定角频率，lf为滤波电感，vdc为两端电压，vgd，q为dq坐标系下的并网点电压。
28、可选择地，所述s4包括：
29、s41：根据所述仿真信息建立风力机子模型的小信号模型、发电机子模型的小信号模型、机侧变流器子模型的小信号模型以及网侧变流器子模型的小信号模型；
30、s42：调整各所述数字孪生模型的稳态功率、控制方式、控制参数、电网强度，以获取所述风力机子模型的小信号模型、所述发电机子模型的小信号模型、所述机侧变流器子模型的小信号模型以及所述网侧变流器子模型的小信号模型的平衡点；
31、s43：根据所述平衡点，得到稳定性分析结果。
32、可选择地，所述风力机子模型的小信号模型为：
33、sjδωg＝δtm-δte
34、s表示发电机的直轴、交轴坐标系，δtm表示为δtm＝btδωg，为ωg在平衡点处的稳态值，δ表示对应变量的小信号分量；大写字母和上角标“*”表示对应变量的稳态分量或稳态值；
35、所述发电机子模型的小信号模型为：
36、
37、所述机侧变流器子模型的小信号模型为：
38、
39、所述网侧变流器子模型的小信号模型为：
40、
41、其中，ls为发电机电枢电感，rs表示定子电阻，ωe为电角速度，ird为发电机直轴输出电流，irq为发电机交轴输出电流，drd表示发电机直轴机侧变流器占空比；drq表示发电机交轴机侧变流器占空比；vdc为两端电压，ψf为永磁体磁链，发电机的电磁转矩表示为np为极对数；dgd，q表示网侧变流器占空比，igd和igq为网侧变流器d轴和q轴电流的参考值，ω为电网额定角频率，lf为滤波电感，vdc为两端电压，vgd，q为dq坐标系下的并网点电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，所述构网型风电并网系统包括：
3.根据权利要求1所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，所述风力机子模型从风中捕获的机械能Pm表示为：
4.根据权利要求1所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，所述发电机子模型表示为：
5.根据权利要求1所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，所述机侧变流器子模型包括功率环、转速环和电流环；
6.根据权利要求1所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，所述网侧变流器子模型表示为：
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，所述S4包括：
8.根据权利要求7所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，所述风力机子模型的小信号模型为：
9.根据权利要求1所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，所述S4包
...【技术特征摘要】
1.一种构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，所述构网型风电并网系统包括：
3.根据权利要求1所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，所述风力机子模型从风中捕获的机械能pm表示为：
4.根据权利要求1所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在于，所述发电机子模型表示为：
5.根据权利要求1所述的构网型风电并网系统的稳定性分析方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王维庆，韩连山，常喜强，何山，王开科，程静，南东亮，程志江，杨桂兴，袁至，武家辉，李笑竹，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：
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