(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211190956.3 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 国网山东省电力公司电力科 学研究 院 地址 250003 山东省济南市 市中区望岳路 2000号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 邢法财　蒋哲　马琳琳　艾东平　 王晖　徐树文　武诚　张冰　周宁　 赵康　张志轩　郝旭东　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 杨乐 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 113/06(2020.01) (54)发明名称 永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建 模方法和装置 (57)摘要 本发明属于输配电技术领域， 公开一种永磁 直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方法和 装置， 其中方法包括： 获取需标准化建模的永磁 直驱风力发电机的数据， 并在数模混合仿真测试 软件中搭建永磁直驱风力发电机的一次电路、 模 拟电路， 搭建发电机的数模混合仿真测试环境； 根据测试环境测试发电机在不同电压跌落工况 或电压升高工况下的响应特性； 在电磁暂态仿真 软件中搭建发电机的一次电路及标准结构化控 制器； 根据响应特性拟合辨识发电机标准结构化 控制器高低穿控制环节的控制参数， 以完成电磁 暂态模型的标准化建模。 本发明的方法解决了 现 有技术中无相关的标准化建模 方法， 导致对永磁 直驱风力发电机没有有效的故障穿越能力评估 方式的问题。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115526047 A 2022.12.27 CN 115526047 A 1.一种永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准 化建模方法， 其特 征在于， 包括： 获取需标准化建模的永磁直驱风力发电机的建模数据， 并根据 所述建模数据在数模混 合仿真测试软件中搭建所述永磁直驱风力发电机的一次电路， 根据所述一次电路搭建所接 入交流系统的模拟电路， 并根据所述模拟电路搭建所述永磁直驱风力发电机的数模混合仿 真测试环境； 根据所述数模混合仿真测试环境， 测试所述永磁直驱风力发电机在不同电压跌落工况 或电压升高工况 下的响应特性， 并获取响应特性 参数； 在电磁暂态仿真软件中搭建所述永磁直驱风力发电机的一次电路及标准结构化控制 器； 根据所述响应特性参数拟合辨识所述永磁直驱风力发电机标准结构化控制器高低穿 控制环节的控制参数， 以完成电磁暂态模型的标准 化建模。 2.根据权利要求1所述的永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方法， 其特征在 于， 获取需标准 化建模的永磁直驱风力发电机的建模数据的步骤进一 步包括： 所述建模数据至少包括所述永磁直驱风力发电机的一次电路拓扑结构、 发电机、 背靠 背换流器以及交流滤波器等元器件的额定参数。 3.根据权利要求2所述的永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方法， 其特征在 于， 根据所述建模数据在数模混合仿真测试软件中搭建所述永磁直驱风力发电机的一次电 路的步骤进一 步包括： 根据所述永磁直驱风力发电机的一次电路拓扑结构在数模混合仿真测试软件中搭建 所述永磁直驱风力发电机的一次电路， 所述一次电路至少包括发电机、 背靠背 换流器、 交流 滤波器。 4.根据权利要求3所述的永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方法， 其特征在 于， 根据所述 一次电路搭建所接入交流系统的模拟电路的步骤进一 步包括： 所述模拟电路至少包括理想电压源、 等 值阻抗。 5.根据权利要求4所述的永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方法， 其特征在 于， 根据所述模拟电路搭建所述永磁直驱风力发电机的数模混合仿 真测试环境的步骤进一 步包括： 通过所述数模混合仿真测试软件的物理接口箱与所述永磁直驱风力发电机的控制器 进行连接， 搭建所述永磁直驱风力发电机的数模混合仿真测试环境。 6.根据权利要求5所述的永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方法， 其特征在 于， 根据所述数模混合仿真测试环境， 测试所述永磁直驱风力发电机在不同电压跌落工况 或电压升高工况 下的响应特性， 并获取响应特性 参数的步骤进一 步包括： 所述响应特征参数至少包括不同电压跌落工况或电压升高工况下所述永磁直驱风力 发电机的机端电压V、 有功 功率P和无功 功率Q。 7.根据权利要求6所述的永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方法， 其特征在 于， 在电磁暂态仿 真软件中搭建所述永磁直驱风力发电机的一次电路及标准结构化控制器 的步骤进一 步包括： 所述电磁暂态仿真软件与所述数模混合仿真测试软件中所述永磁直驱风力发电机的 所述一次电路相一 致。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526047 A 28.根据权利要求6所述的永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方法， 其特征在 于， 在电磁暂态仿 真软件中搭建所述永磁直驱风力发电机的一次电路及标准结构化控制器 的步骤进一 步包括： 所述标准结构化控制器至少包括高电压故障穿越控制、 低电压故障穿越控制、 功率外 环控制器、 电流内环控制器、 锁相环、 电气量测量及坐标变换、 坐标反变换及调制触发环 节。 9.根据权利要求1 ‑8中任一项所述的永磁直驱风力发 电机的电磁暂态标准化建模方 法， 其特征在于， 所述数模混合仿真测试 软件包括RT‑LAB、 RTDS中任意一种。 10.根据权利要求1 ‑8中任一项所述的永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方 法， 其特征在于， 所述电磁暂态仿真软件 包括PSCAD/EMTDC、 ADPSS中任意一种。 11.根据权利要求4 ‑8中任一项所述的永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方 法， 其特征在于， 根据所述 一次电路搭建所接入交流系统的模拟电路的步骤进一 步包括： 所述理想电压源与所述 等值阻抗相串联， 且所述 等值阻抗可调节。 12.根据权利要求11中任一项所述的永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方 法， 其特征在于， 根据所述 一次电路搭建所接入交流系统的模拟电路的步骤进一 步包括： 所述等值阻抗的调节范围为按短路比Xk ＝2～10。 13.根据权利要求6 ‑8中任一项所述的永磁直驱风力发电机的电磁暂态标准化建模方 法， 其特征在于， 根据所述响应特性参数拟合辨识所述永磁直驱风力发电机标准结构化控 制器高低穿控制环 节的控制参数的步骤进一 步包括： 根据不同电压跌落工况或电压升高工况下所述永磁直驱风力发电机的机端电压V、 有 功功率P和无功功率Q采用最小二乘法拟合辨识所述永磁直驱风力发电机标准结构化控制 器高低穿控制环 节的控制参数。 14.一种永磁直驱风力发电机的电磁 暂态标准化建模装置， 其特征在于， 包括仿真测试 环境搭建模块、 响应特性测试模块、 电磁暂态搭建模块和标准 化建模模块： 其中， 仿真测试环境搭建模块， 用于获取需标准化建模的永磁直驱风力发电机的建模数据， 并根据所述建模数据在数模混合仿真测试软件中搭建所述永磁直驱风力发电机的一次电 路， 根据所述一次电路搭建所接入交流系统的模拟电路， 并根据所述模拟电路搭建所述永 磁直驱风力发电机的数模混合仿真测试环境； 响应特性测试模块， 用于根据所述数模混合仿真测试环境， 测试所述永磁直驱风力发 电机在不同电压跌落工况或电压 升高工况 下的响应特性， 并获取响应特性 参数； 电磁暂态搭建模块， 用于在电磁暂态仿真软件中搭建所述永磁直驱风力发电机的一 次 电路及标准结构化控制器； 标准化建模模块， 用于根据 所述响应特性参数拟合辨识所述永磁直驱风力发电机标准 结构化控制器高低穿控制环 节的控制参数， 以完成电磁暂态模型的标准 化建模。 15.一种计算机设备， 包括存储器和 处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述处 理器执行所述计算机程序时实现权利要求1 ‑13中任一项所述的方法的步骤。 16.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 其上存储有计算机程序； 所述计算机程序 被处理器执行以实现如权利要求1 ‑13任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526047 A 3