永磁直驱风力发电系统在线实时控制仿真

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1、第33卷第5期计算机仿真2016年5月文章编号：1006-9348(2016)05—0135-06永磁直驱风力发电系统在线实时控制仿真高程杰1，全惠敏1，毕大强2(1．湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082；2．清华大学电机系，北京100084)摘要：在风力发电系统稳定性优化控制的研究中，随着风电渗透率不断增大，电网电压跌落故障下风电机组运行特性对电网安全稳定性的影响逐渐凸显。针对大功率风电变流器低电压穿越控制策略采用纯数字仿真软件验证时不能真实模拟风电变流控制器故障时的运行特性和不便于新控制算法验证以及仿真电网跌落器难以仿真电网跌落真实情况

2、的问题，搭建一个2．5MW永磁直驱风力发电机组的在线仿真系统。通过实时仿真器RT—LAB和两个数字控制器，能够真实模拟电网电压的跌落情况，反映出风电变流控制器故障时的运行特性。最后针对电网的零电压跌落故障进行了实验。实验结果验证了在线仿真系统的有效性。为大功率风电系统开发和新型控制策略的验证提供了科学依据。关键词：永磁直驱风力发电；零电压穿越；卸荷电阻；硬件在环；实时仿真中圈分类号：TM743文献标识码：BHardware．．in—．the—．LoopReal—．TimeSimulationforPMSGWindPowerGenerationSyste

3、msGAOCheng-jiel，QUANHui-minl，BIDa-qian92(1．CollegeofElectricalandInformationEngineering，HunanUniversity，ChangshaHunan410082，China；2．DeptofElectricalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)ABSTRACT：Withtherapidgrowthofthewindpowerpenetrationinlocalpowergrid．theeffecton

4、thestabilityofthepower撕dcausedbyoperatingcharacteristicsofthewindpowerbeginstOappear．Thelowvoltageridethroughstrategiesofthehigh—powerwindpowerconverterisdevelopedbythepuredigitalsimulationsoftware，butitcannotsimulatetherealoperatingcharacteristicsofeontroHerunderthesituationoft

5、hepowersriddroppingandisnotcon-venienttoverifyanewcontrolalgorithm．Inordertoovercometheaboveshortcomings，thispapersetsupa2．5MWpermanentmagnetdirect-drivewindturbineofthehardwareintheloopsimulationsystem．ItcarlsimulatetherealsituationofgTidvoltagedropandreflecttherunningcharacter

6、isticsofwindpowerconvertercontrollerunderthevolt—agefailure．Finallythearticlecarriesonthezerovoltagethroughtheexperiment．TheexperimentalresultsverifytheeffectivenessoftheHILsystem，andspeedupthehish—powerwindpowersystemdevelopmentandvalidationofthenewcontrolstrategies．KEYWORDS：Pe

7、rmanentmagnetsynchronousgenerator；Zero—voltageridethrough；Unloadingresistance；Hard-ware—in—the—Loop(HIL)；Real—timesimulation1引言风能作为清洁能源，近年来得到了广泛利用，随着风电装机容量在局域电网中的渗透率日益增大，电网故障下风电机组运行特性对电网安全稳定性的影响开始显现。低电压穿越技术能够使风电场在电网出现电压跌落故障时，避免风力机组出于对自身的保护纷纷解列带来的系统不稳定⋯，研究低电压及零电压穿越技术对保证故障电网的可靠运行具

8、有重要意义。大功率永磁直驱风力发电系统的背靠背式变收稿日期：2015—08—03修回日期：20