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《双馈风力发电机组稳态运行特性分析_江岳文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第37卷第2期福州大学学报(自然科学版)Ｖｏｌ.37Ｎｏ.22009年4月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ)Ａｐｒ.2009文章编号:1000-2243(2009)02-0218-06双馈风力发电机组稳态运行特性分析江岳文,陈冲,温步瀛(福州大学电气工程与自动化学院,福建福州350108)摘要:在双馈风力发电机稳态等效电路的基础上,考虑风速、转子和定子有功功率、无功功率、机端电压和滑差率之间的耦合关系,分析了双馈机组定转子间功率关系,探讨了含双馈风电机组的电力系统
2、潮流计算的2种方法,并且结合一实际系统具体分析了双馈机组稳态运行特性.关键词:双馈风力发电机组;潮流计算;稳态运行特性中图分类号:ＴＫ83.1文献标识码:ＡＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｎｓｔｅａｄｙ-ｓｔａｔｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｄｏｕｂｌｙ-ｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｗｉｎｄｇｅｎｅｒａｔｏｒＪＩＡＮＧＹｕｅ-ｗｅｎ,ＣＨＥＮＣｈｏｎｇ,ＷＥＮＢｕ-ｙｉｎｇ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ,ＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｆｕｚｈｏｕ,Ｆｕｊｉａｎ
3、350108,Ｃｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｐｏｗｅｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｏｆｐｏｗｅｒｆｌｏｗｉｎｃｌｕｄｉｎｇｄｏｕｂｌｙ-ｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｗｉｎｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ,ｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｄｅｒｓｗｉｎｄｓｐｅｅｄ,ａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｏｆａｒｏｔｏｒａｎｄｓｔａ-ｔｏｒ,ｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒ,ｔｈｅｔｅｒｍｉｎａｌｖｏｌｔａｇｅａｎｄｓｌｉｐｒａｔｉｏ.Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ,ｉｔａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅ
4、ｒｉｓｔｉｃｏｎｓｔｅａｄｙ-ｓｔａｔｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｄｏｕｂｌｙ-ｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｗｉｎｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｉｎｄｅｔａｉｌｓｂｙａｐｒａｃｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｄｏｕｂｌｙ-ｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｗｉｎｄｇｅｎｅｒａｔｏｒ;ｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ;ｓｔｅａｄｙ-ｓｔａｔｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ1引言随着能源的紧缺和环境保护意识的不断加强,风能作为可再生的清洁能源得以不断发展,在电源中的比例逐年提高.但是风电出力的随机波动性、不可预测性、接入
5、薄弱电网等因素导致风电对电力系统的潮流、电压、调度、电能质量、稳定性等方面造成了不同于常规电源的影响.为了准确评估风电场并网对[1-4]现有电力系统稳态运行、电压等方面的影响,必须分析风电机组稳态运行特性.目前风电场的机组类型主要是异步发电机和双馈机组.异步发电机结构简单、控制方便、无需进行维护、造价较低,但也存在一些问题如无功不可控、效率较低等原因,因此这种发电机的容量通常较小.双馈风力机是目前世界各国风力发电的研究热点之一,我国一些新建的大型风力发电场基本采用这种风力[5]机系统.它具有有功、无功可以解耦控制、风能利用效
6、率高、出力波动较小、提高系统稳定性等优势.文献[4,6,7]提出了由异步发电机构成的风电场的潮流计算方法,能有效解决基于异步电机稳态等值模型下的潮流计算和运行特性分析.文献[8]探讨了具有恒功率因数控制和恒电压控制双馈机的电力系统潮流计算,文献[9]考虑风速的随机分布,建立了含有双馈机的随机潮流模型.文献[10-13]分析了双馈电机的无功功率特点及控制策略.本文以双馈电机稳态等值电路为基础,分析了恒功率因数控制和恒电压控制下的含有双馈发电机的电力系统潮流计算的过程,保持了原有常规系统潮流计算精度与迭代效率.基于潮流计算的基础
7、上分析了双馈风电机组的稳态运行特性,考虑了风电机组机端电压、有功功率、无功功率以及滑差率的耦合关系.收稿日期:2008-07-02作者简介:江岳文(1977-),女,讲师,博士研究生;通讯联系人:陈冲,男,教授,博导.基金项目:福建省自然科学基金资助项目(2008Ｊ0018);福建省教育厅科研资助项目(ＪＡ07006)第2期江岳文,等:双馈风力发电机组稳态运行特性分析·219·2双馈风力发电机的稳态模型及功率关系1)稳态等值电路图.双馈电机的等效电路如图1所示.其中:ｘｍ为励磁电抗;ｒｓ为定子电阻;ｘｓ为定ｎｓ-ｎ子电抗;ｘ
8、ｒ为转子电抗;ｒｒ为转子电阻;ｓ为滑差率,定义为:ｓ=;ｎｓ为同步转速,ｎ为发电机的实ｎｓ际转速.2)双馈风力发电机组的有功、无功关系.双馈电机有3种运行状态:亚同步运行状态,ｎ<ｎｓ(ｓ>0),转子从系统吸收滑差功率Ｐｃ;超同步运行状态,ｎ>ｎｓ(ｓ<0),转子向系统输送滑差功率Ｐｃ;同
