PSCAD风机和风电场建模教程

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1、PSCAD电力系统仿真——从风机到风电场建模-64-目录A部分：引言-2-1.介绍-2-2.PSCAD部件-2-3.仿真建模结构-3-4.仿真执行-3-B部分：建模-4-5.从风到同步发电机-4-5.1风源-5-5.2风力发电机组件-6-5.3风力发电机的调速器组件-9-5.4同步发电机-12-5.5涡轮发电机连接：在额定负载下的模拟-15-6.AC/DC/AC：电源和频率转换-17-6.1二极管整流器-17-6.2过电压保护-19-6.3DC母线-20-6.46-脉冲晶闸管逆变器-24-6.5与电网的

2、连接-30-7.配电网-31-7.1定义网络-31-7.2潮流仿真-35-C部分：仿真-37-8.恒风速研究-37-8.1架构完整模型-37-8.2恒风研究-38-9.故障分析-39-9.1默认在节点3-39-9.2默认在节点2-42-9.3结论-44-10.变风速研究-45-10.1动态变桨控制-45-10.2被动变桨控制仿真-48-10.3比较被动和动态的桨距控制-49-11.风电场-51-11.1从一个单一风力发电机到风电场-51-11.2PWM调节驱动器-54-D部分：附录-65-12.参考文献

3、-65--64-A部分：引言1.介绍近年来，风力发电已引起特别的兴趣，许多风力发电站在世界各地的服务。感应电机在风力发电站，通常用作发电机，但新的永磁发电机的发展，改进的AC-DC-AC转换和输出功率质量优势，使其他的解决方案成为可能。最近的一个解决方案是使用具有可变速度和转换阶段，这是本技术的纸张的情况下研究了一个永磁发电机。本教程的目的是使用户熟悉PSCAD软件，通过一个完整的例子。PSCAD中包含功能强大的工具，为风力发电机组的仿真。B部分描述了一步一步的建设周期为一个风力发电机的整个发电。所有组

4、件的尺寸，并连接到彼此。中级验证模型。在C部分，不同功率的发电调节方式模拟和分析，对电网的故障情况进行了研究。最后，整个风电场的模型。2.PSCAD部件在PSCAD，完整的风力发电机周期的组成如下：风源组件：•机械发电机组，以组件“windturbine”为代表。•调节调速器发电的输出功率。这项规定可以是被动的（被动变桨控制）或动态（动态俯仰控制）。所不同的是与否叶片转围绕它们的纵向轴线。这两种类型的调节，可以由组件“Windturbinegovernor”仿真。-64-•其他组件均为标准的：synch

5、ronousmachine同步电机,transformer变压器,rectifier整流器,inverter逆变器,ControlSystem控制系统,ModellingFunctions(CSMF)模拟功能,….所有这些组件将在B部分作详细介绍3.仿真建模结构B部分包括：•风力发电机组的理论研究•根据中间仿真结果对每个PSCAD组件的选型，以使其结果与理论比较，并验证模型。本文选择定义连接到一个100对极的永磁同步发电机的风力发电机。然后执行通过一个完整的AC/DC/AC转换器和一个升压变压器连接到电

6、网。这一战略的主要优点是，允许拆下风力发电机组的齿轮箱。当然，不同的技术都可以在PSCAD中完全仿真。oInductiongeneratordirectconnection感应发电机直接连接oDoublyFedInductionGenerator双馈感应发电机本模型中的一些算例可以通过要求CEDRAT或您当地的PSCAD分销商获得。在本文档中，可以总结为如下图的整体序列：4.仿真执行在C部分，在全球的序列是通过连接的所有组件B部分的仿真结果进行了分析，如下：•电源产生一个恒定的平均风速（13米/秒）•电

7、源与可变风速和被动变桨控制•产生的功率与变速和变桨控制动态•之间的差异变桨距控制的两种类型的•该风力发电机在网络上的分销网络在故障情况下的影响•风电场模型和影响的风力发电场的连接上传输网络-64-B部分：建模5.从风到同步发电机在第一部分（5.1至5.5）中，将以下组分将描述和尺寸：•WindSourcecomponent•WindTurbinecomponent•WindGovernor•SynchronousGenerator然后，进行仿真从而检查wind模型。首先创建一个新的PSCAD项目：Tur

8、bine_generator.psc在项目设置，使单位转换系统（可在PSCAD4.2）以便使用与PSCAD默认单位不同的单位：-64-5.1风源该组件可以在文件夹“MasterLibrary/Machines”中找到。该风源组件会模拟风的每一个条件：•meanwindspeed平均风速•periodicgustwithasinusform以sinus形式的定期阵风•ramp斜坡•noise噪音•damperforalltheprecedin