小型永磁风力发电系统pscad／emtdc仿真研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2008年6月吉林电力Jun．2008第36卷第3期(总第196期)JilinElectricPowerVo1．36No．3(Ser．No．196)小型永磁风力发电系统的PSCAD／EMTDC仿真研究SimulationofSmallPermanentMagneticSynchronousWindPowerGenerationSystemBasedonPSCAD／EMTDC尚尔发，于文杰，戴武昌(1．通辽盛发热电有限公司，内蒙古通辽028051；2．东北电力大学，吉林吉林132012)摘要：针对实验室

2、的小型永磁风力发电系统，在PSCAD／EMTDC仿真环境中搭建了相应的仿真平台，并在此平台上进行了改进最大功率点跟踪(MPPT)算法的仿真分析。仿真结果证明改进爬山搜索MPPT算法搜索速度明显加快，当风速突然改变，系统功率改变速度很快时，也能快速回到功率最大点。关键词：永磁风力发电机；小型风力发电；PSCAD／EMTDC仿真；最大功率点跟踪算法Abstract：AsimulationplatformisbuiltihEMTDC／PSCADenvironmentbasedonsmallpermanentmagneticsynchronouswindp

3、owergenerationsysteminthelaboratory．Simulationanalysisoftheimprovedmaximumpowerpointtrack(MPPT)algorithmisdoneinthisplatform．SimulationresultsshowthatthesearchingspeedisimprovedsignificantlybymeansofMPPTalgorithm．Themaxpowerpointcouldbereturnedrapidlywhenthesystempowerquicklyc

4、hangedduetowindspeedchanging．Keywords：permanentmagneticsynchronouswindturbinegenerator；smallsizewindpowergeneration；simulationofPSCAD／EMTDC；MPPTalgorithm中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1009—5306(2008)03—0018—04风力发电近几年一直是世界上增长最快的新能图1为所研究的小型永磁风力发电系统的结构源，装机容量每年增长超过30，我国则保持每年示意图。。，本系统由小型永磁

5、同步发电机、无控整50的增长速度。据专家预测，至2020年，风电将成流器、斩波器、控制器、蓄电池、逆变器和交流负载为居火电、水电之后的第三大电源，总容量将超过构成。4×10kW。。永磁同步风力发电机由于无须齿轮在PSCAD／EMTDC仿真环境中，根据真实系箱，机械损耗小，运行效率高，维护成本低等优点而统构建各部分相对应仿真模型如图2所示。成为继双馈感应风电机组之后的重要主流机型而受图2a为风力机模型，为风速输入，为风到广泛关注，并逐渐开始投入使用。力机转速输入，为风力机输出转矩，P为风力发永磁同步风力发电机组一般分为离网和并网2电机输出功率，其中丁

6、和P输出为标幺值；图2b种工作方式，本文主要针对实验室已有的DF2000为永磁机模型，是PSCAD4．2中新添加的模型，小型永磁风力发电系统搭建了相应的仿真平台，并为永磁同步机的输入转速，为输出电磁转矩，主在此平台上进行了最大功率追踪的改进MPPT(最要参数包含额定容量、额定频率、额定线电压和电机大功率点跟踪)算法。为小型永磁同步风力发电机组内部参数等，另外还可输出转子位置；图2c为斩波的设计、运行提供参考，并为大型并网型永磁风力发器模型，P为斩波器的控制输入端。电系统的分析研究奠定基础。发电机的控制部分主要实现运动方程：丁～T一J～D-+Boo(

7、1)6／,t1小型永磁风力发电系统的PSCAD建模通过∞改变实现电磁转矩丁跟随机械转矩丁收稿日期：2008—02—11作者简介：尚尔发(1969一)，男，工程师，从事发电机运行工作。·18·维普资讯http://www.cqvip.com2008年6月吉林电力Jun．2008第36卷第3期(总第196期)JilinElectricPowerVo1．36No．3(Ser．No．196)D图1小型永磁风力发电系统的结构示意图000Fa．模式2型的风力发电机模型b．永磁机模型c．斩波器模型图2根据风力发电系统真实系统构建的各部分仿真模型的变化。法相比较，

8、爬山搜索法则与风轮的空气动力学特征斩波器主要完成改变负载的功能，以实现负载没有关系，并且可以用软件来实现，因而在实际应用阻