崇明风电场并网过程对系统影响的分析

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1、第37卷第1期鲁氧电力V0J．37NO．1FastOhinaElectricPower2009年1月Jan．2009崇明风电场并网过程对系统影响的分析康建洲，解大(上海交通大学电气工程系，上海200240)摘要：以崇明风电场(2期)实体为研究对象，建立其相应的风电机组的数学模型。利用EMTP仿真软件对崇明风电系统进行等值计算，建立风电系统模型，并对风电场并网过程对系统的影响进行仿真分析，以此分析结果作为风电场及网架结构设计的参考依据。关键词：风力发电；双馈发电机；风电场；动态仿真作者简介：康建洲(1977一)，男，工程师，从事电力系统设计工作。中图分类号：TM614文献标

2、志码：B文章编号：1001-9529(2009)Ol-0154-05Influencesofgrid-connectionofChongmingWindFarmonpowersystemsKANGJian—zhou，XIEDa，(Dept．ofElectricalEngineering，ShanghaiJiaotongUniv．，Shanghm200240，China)Abstract：BytakingChongmingWindFarmastheresearchobject，themathematicalmodelforwindturbineswascon—structe

3、d．Also，theEMTPsimulationsoftwarewasusedtocarryoutequivalentcalculationsforChongmingwindpowersystemandestablishrelatedmodels．Moreover，theinfluencesofgrid—connectionofwindfarmsonthepowersystemweresimulatedandanalyzed．Keywords：windpower；doubly—fedgenerator；windfarm；dynamicsimulation崇明电网是一个受端

4、系统小容量电网，目前络电压的高低、并网时的滑差有关。滑差越大则全岛的电源仅依靠江苏的2回220kV电源进线交流暂态衰减时间越长，并网时冲击电流的有效和岛内的1个热电厂，网架结构薄弱。合理地开值也越大。风力发电机组与大电网并联时，合闸发利用崇明岛的风能资源，大力建设风力电场不仅瞬间的冲击电流对发电机及电网系统安全运行不可补充崇明岛经济发展对电能的需求，还符合崇明会有太大影响．4j。但对小容量的电网而言，风岛生态环境与生态活动示范岛区的发展目标。电场并网瞬间将会造成电网电压的大幅度下跌，但风力发电有其特殊性。由于风速和风向具从而影响接在同一电网上的其他电器设备的正常有随机变动

5、的自然特性，而大型的风电机组不具运行·。有电能存储的功能，因此风电机组的电能输出也1风力发电机组的建模是随机变动的，风力发电出力的短周期变动较为显著；此外，由于不同安装地点的风速和风向具有1．1风力机模型明显的差异，即使在同一个风电场内的风电机组，崇明风力机均为变桨距风力机，对于该类风机的转矩模型，为了简化，可以省略浆距角控制模其出力的变动也是不同步的。这种随机性和不可控性，导致了风电场和系统进行能量交换时也存块(但在研究浆距角控制作用对风电机组动态性在随机性⋯。并且由于风力发电机组相对投切能影响的时候不可省略)，风能产生的空气动力转矩即为频繁，造成对电网的冲击。风资源的

6、不确定性和0(<)风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的，影响到电网的电能质量。1．(n≤<)(1)M=‘由于崇明风力发电机均为异步电机，异步发电机在并网时，瞬时电流达到额定值的5～6倍，—(≤<)冲击电流的大小与其自身的暂态电抗、并网时网O(Vw≥)康建洲，等崇明风电场并网过程对系统影响的分析155式中p——空气密度，kg／m。；——风速，m／s；A——扫将定子磁链定向在d轴上，且忽略定子绕组风面积；cP_风能利用系数(按贝兹极限，最大值为0．压降，此时磁链方程为593)；∞——风轮机的转速，rad／min。『==L女+Li出=(一Lidr)／风力机组的传动

7、机构由轮毂、传动轴和齿轮【=0=+Li==一m叮，／￡箱构成。一般认为传动机构属于刚性器件，一阶m(5)惯性环节即可表示该机构的特性。将磁链方程代人电机的电压方程传动机构运动方程如下U出=U1(d：一(2)u=∞l=～⋯、一k式中——传动机构输入转矩，pu；M——传动机构u咄¨(L2)孥一输出转矩，pu；——轮毂惯性时间常数，s。在简化模型中，齿轮箱为理想刚性齿轮组，传一+警㈤动轴的惯量等效到发电机转子中。1．2双馈发电机的数学模型咄，一李)誓+崇明风电场(2期)风机均采用异步双馈电机，其双馈发电机的数学模型]，为了便于讨(，