PSCAD在风力发电机组软并网中的应用

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1、PSCAD/EMTDC在风力发电机组软并网中的应用摘要：建立软并网系统仿真模型及相应的控制系统仿真模型，并在PSCAD/EMTDC环境下模拟仿真风力发电机组的软并网过程，对软并网仿真结果进行分析和研究。表明在发电机与电网之间装设软并网装置可将并网瞬间的冲击电流限制在较低的范围内。关键词：软并网；仿真；异步发电机；冲击电流THEAPPLICATIONOFPSCAD/EMTDCATSOFT-CONNECTINGPROCESSOFGENERATORSAbstract：Thisdesign,setsupthemodelofthesoft

2、-connectingsystemsimulationandthecorrespondingcontrolsystemsimulation,thenmakesomeexperimentsonthesimulationofthesoft-connectingprocessofgenerators.Finally,analysisandsummaryoftheresultsbasedonPSCAD/EMTDCsoftware.itisshowedthatusingsoft-starttoconnectthegridcancontro

3、lcurrentvalueunderacceptablelimitation.Keywords:softcut-in；simulation;asynchronousgenerator;impactcurrent0引言异步发电机对电网的调速要求不像同步发电机那么严格精确，只要转速接近同步转速时就可并网，国内及国外与电网并联运行的风力发电机组中，多采用异步发电机，但异步发电机在并网瞬间会出现较大的冲击电流，随着风力发电机组单机容量的不断增大，这种冲击电流对发电机自身部件的安全及对电网的影响也愈加严重。为了将异步发电机并网瞬间产生的冲

4、击电流控制在允许的限度内，在风力发电系统中通过软启动进行并网，这种并网方式可以很好地解决上述问题。本文建立了软并网系统仿真模型及相应的控制系统仿真模型，并在PSCAD/EMTDC环境下模拟仿真了风力发电机组的软并网过程，对软并网仿真结果进行了分析和研究。1PSCAD/EMTDCEMTDC是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件，PSCAD是其用户界面，PSCAD的开发成功，使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能，而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端。可模拟任意大小的交直流系统。操作环

5、境为：UNIXOS,Windows95,98,NT；Fortran编辑器；浏览器和TCP/IP协议。1.1PSCAD/EMTDC的程序结构和功能特点PSCAD/EMTDC软件的主要功能是进行电力系统时域和频域仿真，还可以进行交流系统的谐波研究、暂态扭矩的分析、直流系统的启动、直流系统换相方法研究、串联或并联的多端输电系统的电磁暂态仿真、同杆架设的交直流电路的相互影响等。EMTDC程序具有“拍照”功能，可记录下某个时刻系统中工作状态，为重新计算提供正确的条件，可以在此基础上进一步研究系统的暂态过程。1.2PSCAD软件模块的构成主

6、要有文件管理系统、建模DRAFT模块、架空线T-LINE和电缆CABLE模块、运行RUNTIME模块、单曲线绘图UNIPLOT和多曲线绘图MULTIPLOT模块。1.3利用EMTDC模块可进行的模拟研究范围利用EMTDC可进行的模似研究范围为：一般的电力系统电磁暂态研究；直流输电结构和控制；FACTS(灵活交流输电系统)元部件模型；同步发电机和感应电动机的扭矩效应和自励磁研究；静止补偿器研究；非线性控制系统研究；变压器饱和研究,如铁磁振荡和铁芯饱和不稳定性研究；绝缘配合研究；谐波相互影响研究；新型控制系统原则的开发；陡前波分析。

7、PSCAD／EMTDC典型应用是计算电力系统遭受扰动或参数变化时，参数随时间变化的规律，此外PSCAD／EMTDC软件广泛应用于高压直流输电、FACTS控制器的设计、电力系统谐波分析及电力电子领域的仿真计算。2风力发电机并网2.1异步发电机的基本原理简介风力发电系统中并网运行的异步发电机，其定子与同步电机的定子基本相同，定子绕组为三相的，可接成三角形或星形接法；转子则有鼠笼型和绕线型两种。根据异步电机理论，异步电机并网运行时由定子三相绕组电流产生的旋转磁场的同步转速决定于电网的频率及电机绕组的极对数ns=60f/p（2-1）式中

8、：ns为同步转速；f为电网频率；p为绕组极对数。按照异步发电机理论可知，当异步电机连接到频率恒定的电网上时，异步电机可以有不同的运行状态；当异步电机的转速小于异步电机的同步转速时（即n