变速恒频双馈风电机组动态等值方法

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1、第24卷第2期电力系统及其自动化学报Vo1．24NO．22012年4月ProceedingsoftheCSU—EPSAApr．2012变速恒频双馈风电机组的动态等值方法刘力卿，余洋，王哲，王磊(华北电力大学电气与电子工程学院，保定071003)摘要：为研究大型风电场接人对电力系统的影响，提出一种变速恒频双馈风电机组动态等值方法。文中首先建立了单台变速恒频双馈风力发电机的数学模型，在此基础之上利用容量加权平均法，分别对风力机、发电机及其控制系统进行等值；然后利用单纯形法对控制系统参数进行寻优，得到风力发电机组的等值模型；最后在PSCAD／EMTDC软件

2、平台下分别建立了风力发电机组的全仿真模型和等值模型，仿真结果表明这种等值方法是可行的。关键词：风电场；双馈风力发电机组；动态模型；等值；单纯形法中图分类号：TM89文献标志码：A文章编号：1003—8930(2012)02—0063—04DynamicEquivalenceMethodofVariableSpeedWindTurbinewithDoubly—FedInductionGeneratorsLIULi～qing，YUYang，WANGZhe，WANGLei(SchoolofElectricalandElectronicEngineering

3、，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Inordertostudytheinfluenceoflarge—scalewindpowerintegrationO12powersystem，theaccurateequivalentmodelofthewindturbinegeneratorsbecomesthekey．Firstly，thispapermakesthemathematicalmodelofsingleDFIG，andonthisbasis，uses

4、theweightedaveragemethodtoseparatelyaggregatethewindturbine、generatorandcontrolsystemofthedoublyfedinductiongenerators．Thenthecontrolparametersareadjustedbysimplexsearchingtogetthedynamicequivalentmode1．Finally，themethodisdemonstratedtobeeffectiveinthePSCAD／EMTDCenvironment．Key

5、words：windfarm；doublyfedinductiongenerators；dynamicmodel；equivalence；simplexsearching随着风电技术的快速发展，风力发电在电力风力发电机的动态数学模型的基础上，提出一种变系统中的比重持续增加，对电网的影响也越来越速恒频双馈风电机组的动态等值方法，建立了风电大[】]。为研究大型风电场接人对电网的影响，风电场内所有风力发电机组的动态等值模型，该等值模机组的准确建模成为关键l_2]。型包括：风力机模型、发电机模型以及控制系统模目前，变速恒频双馈风电机组以其自身的优势型，利用P

6、SCAD／EMTDC软件平台进行仿真，仿成为风电市场上的主流机型。对于大型并网运行的真结果表明，该方法是可行的，而且具有较高的仿变速双馈风电机组风电场，如果对风电场内每台双真精度。馈风力发电机及其控制系统进行单独建模，不仅会1双馈风力发电机动态数学模型增加电力系统模型的规模，而且还会带来许多严重问题_3]，如：模型的有效性如何验证，数据如何修正1．1风力机数学模型等，同时也将大大增加仿真计算的时间，甚至无法风力机的空气动力学模型为进行仿真。针对这一问题，本文在建立了单台双馈T===0．5pnRCwC。(，f1)／∞(1)收稿日期：2O11—03—23

7、；修回日期：2O110513基金项目：华北电力大学(保定)青年教师科研基金资助项目(20091i0001)·64·电力系统及其自动化学报第24卷一R／(2)=：=～一L鲁+Lel‘gq+“式中：T为风力机的机械转矩；p为空气密度；R为风机叶轮半径；V为风速；co为风力机的转速；=-rg—L孥一cu。L+(6)为叶尖速比；I9为桨距角；C为叶片的风能利用系数，C是与的函数。c警一Zdcg-idcr1．2双馈发电机数学模型式中：、为电网电压的d—q轴分量；“、、规定定子侧以发电机惯例为正方向，转子侧以ii分别为电网侧变频器的电压、电流的d-q轴电动机惯例

8、为正方向，列出双馈发电机的动态数学分量。模型如下。转子侧变频器采用定子磁链定向控制技术，控电压方程：制模型为