并网变速恒频风力发电系统动态仿真建模与控制

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1、第28卷第3期电力科学与技术学报Vo1．28No．32013年9月JOURNAL0FELECTRICPOWERSCIENCEANDTECHNOLOGYSep．2013并网变速恒频风力发电系统动态仿真建模及控制李程昊，王李东，林卫星，文劲宇(1．华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室，湖北武汉430074；2．中国长江电力股份有限公司，湖北宜昌443002)摘要：数字仿真是研究风力发电机组动态特性及其与电网相互作用的重要手段，控制策略对变速恒频风力发电系统的特性起决定性的作用．然而，目前对于并网风电机组的动态建模还没有公认的统一模型．针对基于双馈感应发电机和永磁同步发

2、电机的2种常见风力发电系统，从大量文献中整理出一套适用于动态仿真研究的简明模型，包括风轮机、DFIG和PMSG的模型及其控制策略，并以风电机组低电压穿越和惯性控制为例简述模型的应用方法．在实际使用该模型时，可以根据具体研究需要，对模型各环节进行进一步简化或细化．关键词：风力发电；动态仿真建模；变流器控制；低电压穿越；惯性控制中图分类号：TM72；TM93；TK02；TK01+9文献标识码：A文章编号：1673—9140(2013)03—0005一IIDynamicmodelingandcontrolofvariablespeedconstantfrequencywinde

3、nergygenerationsystemconnectedtogridLICheng—hao，WANGLi-dong，LINWei—xing，WENJin—yu(1．StateKeyLaboratoryofAdvancedElectromagneticEngineeringandTechnology，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China2．ChinaYangtzePowerCo．，Ltd．，Yichang443002，China)Abstract：Digitalsimulationisone

4、ofthemostimportantwaystostudydynamicsofwindenergygenerationsystem(WEGS)anditsinteractionwithpowersystem．Operationfeaturesofvariablespeedconstantfrequency(VSCF)windturbinesystemaredeterminedbycontrolstrategies．Sincetherewasnostandardmode1forWEGS，basedonlotsof1iteratures，agenera1WEGSmod-elf

5、orsimulationstudyispresentedinthispaper，whichincludesmathematicalmodelsandcon—tro1methodsofwindturbine，doubly-fedinductiongenerator，permanentmagnetsynchronousgenerator．AndtheconceptsoflowvoltageridethroughandinertiaresponsecontrolforVSCFWEGSarediscussedbrieflybasedontheproposedmode1．Thege

6、neralmodelcanbemoresimpli—fledordetailedaccordingtospecificresearch．收稿日期：2013一O7—15基金项目：国家自然科学基金重点项目(50937002)；国家重点基础研究发展计划(“973”计划)(2O1zcB215l04)通讯作者：文劲宇(197O一)，男，博士，教授，博士生导师，主要从事电力系统运行与控制，储能与新能源并网微电网与舰船电力系统等研究；E-mail{iinyu．wen@hust．edu．en6电力科学与技术学报Keywords：windenergygenerationsystem；dyn

7、amicsimulationmodeling；convertercontrol；lowvoltageridethrough；inertiaresponsecontrol风力发电作为目前技术最成熟的新能源发电技网相连，当风速变化引起发电机转速变化时，可通过术之一，近1O年来在世界范围发展迅速]．欧盟控制转子电流的频率来保持定子电流的频率不变，和美国均提出到2030年，风电满足其20电力需从而实现变速恒频运行；第3类系统既可以采用同求的发展目标；中国提出了到2020，2030年，风步发电机也可以采用感应发电机，通过全功率变流电装机