双馈风电机组建模仿真与其等值方法研究

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1、第35卷第4期四川电力技术Vo1．35。No．42012年8月SichuanElectricPowerTechnologyAug．。2012双馈风电机组的建模仿真及其等值方法研究李智才。李凤婷(新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830047)摘要：分析了双馈风力发电机组的数学模型及控制模型，基于PSCAD／EMTDC仿真平台搭建了双馈风力发电机组仿真模型，以阵风和渐变风为例，对风力发电机组并网运行端口的稳态特性和故障特性做了仿真，能够实现定子侧有功、无功解耦控制及电压的恒定，验证了所建模型的正确性。在考

2、虑尾流效应的情况下，研究了不同类型的双馈风电机组等值思路，搭建了等值模型，对其等值前后的稳态、暂态特性进行对比分析，结果表明了该等值方法的有效性，为大规模并网型双馈机组风电场进一步研究提供了有力条件。关键词：双馈风力发电机组；风电场；建模；等值Abstract：Themathematicalmodelandcontrolmodelofdouble—fedwindturbine／tieanalyzed．BasedonPSCAD／EMTDCplatform，asingledouble—fedwindturb

3、inesimulationmodelisbuilt．Takingthegustywindandgradientwindforexample，thesteady—statecharacteristicsandfailurecharacteristicsofthewindturbineintegratedtopowergridaresimulated，andtheactiveandreactivedecouplingcontrolandconstantvoltageinstatorsideCanbeachi

4、eved，then，thecorrectnessofthemodelisverified．Theequivalentmethodofdifferenttypesofdouble—fedwindturbineisstudiedconsideringthewakeeffect，ane—quivalentmodelisbuilt，andthesteady—stateandtiansientcharacteristicsarecomparedandanalyzedbeforeandafterthee—quiva

5、lents．Theefectivenessoftheequivalentmethodsisverifiedbytheresults，whichprovidesthefavorableconditionsforthefurtherresearchoflarge—scalegrid—connectedwindfarm．Keywords：double—fedwindturbine；windfarm；modeling；equivalent中图分类号：TM743文献标志码：A文章编号：1003—6954【2012

6、)04—0010—05双馈风电机组及其控制系统进行详细建模，将导致0引言计算时间长、资源利用率低。因此，有必要对双馈机组风电场等效等值建模方法进行深入研究j。双馈风力发电机与电网柔性连接，可以根据风这里在PSCAD／EMTDC仿真平台上进行双馈速的变化最大限度地捕获风能，也参与电力系统的风力发电机组的建模，以阵风和渐变风为例，对风力无功调节，实现有功、无功功率的灵活控制，而且与发电机组并网运行的端口特性做了仿真分析，验证转子绕组相连的变频器容量小，成本较低，已成为风了模型的有效性。以此模型为基础，对双馈

7、机组风力发电的研究热点和市场主流⋯。建立正确的双电场进行等值建模，仿真分析了在稳态、暂态情况下馈风机模型，正确模拟风机的端口特性是进行风机等值模型的有效性。并网运行特性等后续研究的基础。目前普遍采用的双馈风电机组的建模及控制目标为：通过控制转子1双馈风电机组的数学模型侧变流器，实现双馈电机定子绕组有功功率和无功功率解耦；通过控制网侧变流器，保持变换器直流电1．1风力机输出功率和转矩风力机是用来截获流动空气所具有的动能，并压恒定，交流侧相电压和电流同相位，交流侧相电流将风力机叶片迎风扫风面积内的一部分动能

8、转换为为正弦波的控制目标J。机械能，其捕获风能所产生的机械输出功率为随着风电技术的快速发展，风电场容量逐渐增大，在大型风电场并网系统的仿真分析中，若对每台Pw：—仃RKGLP(1)基金项目：国家自然科学基金资助项目(50967004)·10·四川电力技术Vo1．35，No，4第35卷第4期2012年8月SichuanElectricPowerTechnologyAug．。2012式中，P为空气密度；R为叶片半径；V为风速；Cp为风能利用系数