基于双馈风电模型电压稳定性研究

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1、第32卷第6期四川电力技术V01．32，No．62009年12月SichuanElectricPowerTechnologyDec．。2009基于双馈风电模型的电压稳定性研究郭虎奎，李凤婷(新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830008)摘要：在电力系统仿真软件PSASP6．25中建立了基于双馈式风力发电机组的模型，仿真计算了新疆达坂城风电场中风机模型为双馈式风电机组模型条件下，在阵风、渐变风、随机风时风电场接入对电网电压稳定性的影响。关键词：风电机组；双馈机组；风速Abstract：Thetypeofdoubly—fedwindturbinemodel

2、isestablishedinpowersystemsimulationsoftwarePSASP6．25．ThesimulatedwindturbinemodelinDaBanchengwindfarmofXinjiangisthedoubly—fed．Whenthewindisthegust．theas-ymptoticwindortherandomwind，theimpactonthevoltagestabilityofthelargepowergridwiththeaccessofwindfarmiscalculated．Keywords：win

3、dturbineunit；doubly—fedunit；windspeed中图分类号：TM712文献标志码：A文章编号：1003—6954(2009)06—00O4—03空气动力学模型0引言P=积c(卢，A)v：q双馈发电机也称交流励磁发电机，它在结构上类=仃c，A)(1)似于绕线式感应电机，包括绕线式异步电机本体、变Ce(卢，A)：0．22(一0．4／3-5．0)e百-12．5频器和控制环节。其定子绕组直接接入电网，转子采^：用三相对称绕组，经背靠背的PWM双向电压源变频其中，P是从风电机组从风中获取的能量转化器与电网相连，给发电机提供交流励磁，可实现

4、发电为的风力机机械功率(w)；T是从风中获取的能量机有功、无功和转速的独立调节。该发电机具有良好转化为风力机机械转矩(N．m)；p为空气密度(ks／的稳定性和较强的进相运行能力⋯。m)；为风机叶轮半径(m)；A=Rw／为叶尖速以下模拟分析了新疆达坂城风电场风机模型为比；为桨距角(deg)；09为风力机叶轮的转速(rad／双馈式风力发电机时，风电场风能接入对主电网电压S)；C为风机的风能转换效率系数，是A与卢的函稳定性的影响。作为风电场的基本组成单元，风电机数；Veq为等效风速J。组模型对整个风电场的电压稳定性将产生重大影响。1．2风速特性】同时考虑到风力

5、发电出力随风速大小等因素而变化，为了较精确地描述风的随机性和间歇性的特点，所以在风电场并网运行时必然会影响电网的电压质这里采用风力三分量模型，各分量分别为阵风VA、量和电网的电压稳定性。渐变风VB和随机风vc。风力发电对电网电压的影响主要有慢的(稳态)A阵风：描述风速突然变化的特性。的电压波动、快的电压波动(即闪变)、波形畸变(即r0(tT1G+)其中，1空气动力学及风速模型=(maxG／2){1一cos[2~-(t／Tc)一(l

6、G／c)]}，。，，maxG分别为阵风风速(m／s)，起动时间国家重点实验室：“电力系统及发电设备控制和仿真”重点项目(SKLDO9KZ01)(S)、周期(s)和最大值(m／s)。·4·第32卷第6期四川电力技术Vo1．32。No．62009年l2月SichuanElectricPowerTechnologyDee．。2009B渐变风：表示风速的渐变特性。0(t

7、终止时间(s)和保持时间(s)。图2风电场内部接线图C随机扰动风：风速的随机性一般用随机噪声风2．1双馈风电系统在不同风系扰动下的运行情况下分量来表示。风电场特性分析=2[S()△]COS(∞i+)(4)2．2．1阵风扰动下的风电机组特性分析．图3是阵风时的仿真曲线。其中曲线(1)代表其中，阵风风速随时间的变化，曲线(2)代表双馈式风电机=(i一寺)·△∞组无功出力随时间的变化情况。从图3可以看出，当J-风速从11．5m／s增大到23．3m／s的过程中，其无功出力从0．1pu减小到0．036pu，在风速从23．3m／s式中，指0—2仃之间均匀分布的随机变

8、量；KN指增大到24．3m／s，然后重新变小的过程中，其无功出地表粗糙系数；F指