风电机组的模型构建方法、构建装置和仿真系统与流程

本发明涉及电力系统仿真建模领域，具体而言，涉及一种风电机组的模型构建方法、构建装置、计算机可读存储介质和仿真系统。

背景技术：

1、双馈型风电机组是当前风电市场的主流机型之一，具有发电效率高、适应性强、维护成本低、等优点。目前风电机组厂家已经有了较为完善的电磁模型，可以描述风电机组在故障状态下的动态响应。

2、目前的双馈型风电机组电磁建模仅以实际风力机为基础建立了低压穿越工况下的电磁模型，未考虑高压穿越工况下的适应性。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种风电机组的模型构建方法、构建装置、计算机可读存储介质和仿真系统，以至少解决了现有双馈型风电机组电磁建模仅以实际风力机为基础建立了低压穿越工况下的电磁模型，未考虑高压穿越工况下的适应性的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了构建风电机组的仿真模型，并获取上述风电机组的历史参数，上述历史参数至少包括第一电感值、第二电感值、第一电流值、第二电流值、第三电流值、第四电流值、第一电阻值和第二电阻值，上述第一电感值为上述风电机组的定子绕组电感的电感值，上述第二电感值为上述风电机组的转子绕组电感的电感值，上述第一电流值为流经上述定子的电流进行dq变换得到的d轴分量，上述第二电流值为流经上述定子的电流进行dq变换得到的q轴分量，上述第三电流值为流经上述转子的电流进行dq变换得到的d轴分量，上述第四电流值为流经上述转子的电流进行dq变换得到的q轴分量，上述第一电阻值为上述定子的电阻，上述第二电阻值为上述转子的电阻；将所述历史参数输入所述仿真模型，得到多个第一运行参数，所述第一运行参数至少包括第一磁链、第二磁链、第三磁链、第四磁链、第一电压、第二电压、第三电压、第四电压和电磁转矩，所述第一磁链为所述定子的磁链经dq变换得到的d轴分量，所述第二磁链为所述定子的磁链经dq变换得到的q轴分量，所述第三磁链为所述转子的磁链经dq变换得到的d轴分量，所述第四磁链为所述转子的磁链经dq变换得到的q轴分量，所述第一电压为所述定子的电压经dq变换得到的d轴分量，所述第二电压为所述定子的电压经dq变换得到的q轴分量，所述第三电压为所述转子的电压经dq变换得到的d轴分量，所述第四电压为所述定子的电压经dq变换得到的q轴分量；获取所述风电机组的第二运行参数，所述第二运行参数为所述风电机组按照所述历史参数运行得到的，所述第二运行参数与所述第一运行参数一一对应；在所述第一运行参数与所述第二运行参数的差值在预设范围内的情况下，确定所述仿真模型为所述风电机组的目标仿真模型。

3、可选地，将所述历史参数输入所述仿真模型，得到多个第一运行参数，包括：获取第三电感值，所述第三电感值为所述定子与所述转子的互感效应产生的等效电感；根据所述第一电感值、所述第三电感值、所述第一电流值和所述第二电流值计算所述第一磁链和所述第二磁链；根据所述第二电感值、所述第三电感值、所述第三电流值和所述第四电流值计算所述第三磁链和所述第四磁链；获取同步角频率和所述风电机组的异步电机的转速，根据所述转速和所述同步角频率计算角差率，所述角差率用于表征所述异步电机的负载；根据所述第一磁链、所述第二磁链、所述同步角频率、所述第一电阻、所述第一电流值和所述第二电流值计算所述第一电压和所述第二电压；根据所述第三磁链、所述第四磁链、所述同步角频率、所述角差率、所述第二电阻、所述第三电流值和所述第四电流值计算所述第三电压和所述第四电压；获取极对数，根据所述第一磁链、所述第二磁链、所述第一电流值和所述第二电流值和所述极对数计算所述电磁转矩，所述极对数为所述异步电机中包含的磁极的数量。

4、可选地，在所述第一运行参数与所述第二运行参数的差值在预设范围内的情况下，确定所述仿真模型为所述风电机组的目标仿真模型，包括：根据所述第一运行参数与所述第二运行参数计算多个第一差值，所述第一差值为所述第一运行参数与所述第二运行参数平均数的差值；根据所述第一运行参数与所述第二运行参数计算多个第二差值，所述第二差值为所述第一运行参数与所述第二运行参数差值的最大值；在所述第一差值在第一预设范围内且所述第二差值在第二预设范围内的情况下，确定所述仿真模型为所述风电机组的所述目标仿真模型；在所述第一差值不在所述第一预设范围内和/或所述第二差值不在所述第二预设范围内的情况下，获取多个预设pi参数组，通过粒子群算法对多个所述pi参数组进行寻优，得到目标pi参数组，所述pi参数组为通过pid算法控制所述风电机组运行的算法参数，所述目标pi参数组为使所述第一差值在所述第一预设范围内且所述第二差值在所述第二预设范围内的pi参数组；根据目标pi参数组调整所述仿真模型，得到所述目标仿真模型。

5、可选地，在确定所述仿真模型为所述风电机组的目标仿真模型之后，所述方法包括：获取风电机组的多个第二运行参数，所述第二运行参数至少包括所述风电机组处于不同发电状态下的所述第一电感值、所述第二电感值、所述第一电流值、所述第二电流值、所述第三电流值、所述第四电流值、所述第一电阻值和所述第二电阻值，所述发电状态包括正常发电状态、低压故障状态和高压故障状态；将各所述第二运行参数输入目标仿真模型，得到多个预测参数组，所述预测参数组用于描述所述风电机组的响应。

6、可选地，将各所述第二运行参数输入目标仿真模型，得到多个预测参数组，所述方法包括：将第一运行子参数输入所述目标仿真模型，得到第一预测参数组，所述第一运行子参数为所述风电机组处于所述正常发电状态下的所述运行参数，所述第一预测参数组用于描述所述风电机组处于所述正常发电状态下的稳态响应，所述第一预测参数组包括所述风电机组的定子的有功功率和无功功率；将第二运行子参数输入所述目标仿真模型，得到第二预测参数组，所述第二运行子参数为所述风电机组处于所述低压故障状态下的所述运行参数，所述低压故障状态包括故障穿越状态和恢复状态，所述故障穿越状态为所述风电机组发生故障或扰动引起所述风电机组电压或电流超出安全范围的情况下，所述风电机组保持连续运行的状态，所述恢复状态为所述风电机组从所述故障穿越状态到正常发电状态之间的过渡状态；所述第二预测参数组用于描述所述风电机组处于所述低压故障状态下的暂态响应，所述第二预测参数组包括第一无功电流值、第一有功电流值和第二有功电流值，所述第一无功电流值为所述风电机组处于所述故障穿越状态下的无功电流值，所述第一有功电流值为所述风电机组处于所述故障穿越状态下的有功电流值，所述第二有功电流值为所述风电机组处于所述恢复状态下的有功电流值；将第三运行子参数输入所述目标仿真模型，得到第三预测参数组，所述第三运行子参数为所述风电机组处于所述高压故障状态下的所述运行参数，所述第三预测参数组用于描述所述风电机组处于所述高压故障状态下的暂态响应，所述第三预测参数组包括第二无功电流，所述第二无功电流为所述风电机组处于所述高压故障状态下的无功电流。

7、可选地，将第二运行子参数输入所述目标仿真模型，得到第二预测参数组，包括：获取第五电压、第一系数、第五电流值、第一阈值和第二阈值，并根据所述第五电压、所述第一系数、所述第五电流值、所述第一阈值和所述第二阈值计算所述第一无功电流，所述第五电压为所述风电机组的定子的电压，所述第一系数用于衡量所述风电机组处于所述低压故障状态下无功电流对故障穿越能力的影响，所述第五电流值为所述风电机组的额定电流，所述第一阈值和所述第二阈值用于判断所述风电机组是否进入所述故障穿越状态；获取第六电流值和第七电流值，并根据所述第一无功电流、所述第五电流值和所述第六电流值计算所述第一有功电流，所述第五电流值为所述风电机组处于所述正常发电状态下的电流值，所述第六电流值为所述风电机组的最大电流；根据所述第一系数和所述第一有功电流计算所述第二有功电流。

8、可选地，将第三运行子参数输入所述目标仿真模型，得到第三预测参数组，包括：获取所述第五电压、第二系数和所述第五电流值，并根据所述第五电压、所述第二系数、所述第五电流值计算所述第二无功电流。

9、根据本技术的另一方面，提供了一种风电机组的模型构建装置，所述装置包括：构建单元，用于构建风电机组的仿真模型，并获取所述风电机组的历史参数，所述历史参数至少包括第一电感值、第二电感值、第一电流值、第二电流值、第三电流值、第四电流值、第一电阻值和第二电阻值，所述第一电感值为所述风电机组的定子绕组电感的电感值，所述第二电感值为所述风电机组的转子绕组电感的电感值，所述第一电流值为流经所述定子的电流进行dq变换得到的d轴分量，所述第二电流值为流经所述定子的电流进行dq变换得到的q轴分量，所述第三电流值为流经所述转子的电流进行dq变换得到的d轴分量，所述第四电流值为流经所述转子的电流进行dq变换得到的q轴分量，所述第一电阻值为所述定子的电阻，所述第二电阻值为所述转子的电阻；第一输入单元，用于将所述历史参数输入所述仿真模型，得到多个第一运行参数，所述第一运行参数至少包括第一磁链、第二磁链、第三磁链、第四磁链、第一电压、第二电压、第三电压、第四电压和电磁转矩，所述第一磁链为所述定子的磁链经dq变换得到的d轴分量，所述第二磁链为所述定子的磁链经dq变换得到的q轴分量，所述第三磁链为所述转子的磁链经dq变换得到的d轴分量，所述第四磁链为所述转子的磁链经dq变换得到的q轴分量，所述第一电压为所述定子的电压经dq变换得到的d轴分量，所述第二电压为所述定子的电压经dq变换得到的q轴分量，所述第三电压为所述转子的电压经dq变换得到的d轴分量，所述第四电压为所述定子的电压经dq变换得到的q轴分量；第一获取单元，用于获取所述风电机组的第二运行参数，所述第二运行参数为所述风电机组按照所述历史参数运行得到的，所述第二运行参数与所述第一运行参数一一对应；确定单元，用于在所述第一运行参数与所述第二运行参数的差值在预设范围内的情况下，确定所述仿真模型为所述风电机组的目标仿真模型。

10、根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。

11、根据本技术的又一方面，提供了一种仿真系统，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述方法。

12、应用本技术的技术方案，上述风电机组的仿真模型构建方法通过在仿真平台构建双馈型风电机组的仿真模型，获取风电机组的历史参数，将历史数据输入仿真模型进行仿真，得到第一运行参数，然后获取风电机组的第二运行参数，通过第二运行参数验证第一运行参数，误差在允许范围内的情况下，确定仿真模型为目标仿真模型，即得到用于仿真该风电机组的仿真模型。该方法解决了现有双馈型风电机组电磁建模仅以实际风力机为基础建立了低压穿越工况下的电磁模型，未考虑高压穿越工况下的适应性的问题。