基于pscad变桨距风力发电系统建模仿真

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1、第32卷第3期四川电力技术Vo1．32，No．32009年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．，2009基于pscad变桨距风力发电系统的建模仿真张尧，王维庆。李锋，潘俊强(新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830008)摘要：首先从风力发电的数学建模说起。应用PSCAD／EMTDC软件，以风机各部分数学模型为基础搭建了变桨距风力发电系统模型。分别在恒定风速叠加阵风、随机风情况下，仿真变桨距风力发电机组的输出有功和无功以及发电机转速的变化。仿真结果表明变桨距风电机组具有良好的运行特性，为今后的

2、建模和仿真研究提供一定的借鉴。关键词：PSCAD／EMTDC；变桨距；建模．Abstract：ThebasicstructureofthevariablepitchwindpowersystemmodelisestablishedbasedonthevariouspartsofthemathematicalmodelusingPSCAD／EMTDCsoftware．Theoutputactiveandreactivepowerofthevariablepitchwindturbineaswellasthespeedchanges

3、ofgeneratoraresimulatedinthesuperimposedgustwindspeedandintheconstantrandomwindca$e，respectively．Thesimulationresultsshowthatthevariablepitchwindturbinehasgoodoperatingcharacteristics，whichgivesareferenceforthefuturemodelingandsimulationresearch．Keywords：PSCAD／EMTDC；

4、variablepitch；modeling中图分类号：TM743文献标识码：A文章编号：1003—6954(2009)03—0025—03某学者分析了变桨距型和大型失速型风力机的稳定地保持在额定功率上，特别是在大风情况下，风结构特点，采用力矩平衡关系，建立了风力发电机组机处于顺桨状态，使桨叶和整机的受力大为改善，这在标称状态下的数学模型，但是忽略了机组的不确定对大型风力发电机组的总体设计十分有利。性部分，将其放人到系统的控制器中考虑。由于风力Pscad／emtdc为电力研究控制系统开发的优秀仿发电系统的复杂性，建立的机理与实际

5、有一定的偏真工具，具有模块化、可重载、可封装、面向结构图编差。Bongers等开始利用实验数据，通过系统辨识的程及高度可视化等特点，与编程仿真软件相比应用十方法来得到风力机的模型。Bongers采用系统辨识方分方便。Pscad／emtdc提供了丰富的风机元件、电机法取得了较好的结果，但是对系统辨识方法的尝试并元件模块库供建模仿真使用。不仅限于此。由于实验测试法建模分为两类：一是被建模系统的某些特征可用系统的可测输出与输人间1变桨距风力发电机组的数学模型的关系来描述，即为系统辨识方法(SystemIdentifica．tion)，

6、另一是被建模系统的输出可测，但是其输入却1．1风速模型难以定义或难以测量，即为随机建模或者时间序列建风速是一个典型的随机变量。若不考虑风的方模方法(StochasticModeling)，此模型处理大数现象，向性，风速是其空间坐标位置和时间的函数，即=它所反映的实体对象具有随机性或必然性，反映的是，Y，z，t)。在现在的研究中普遍采用的风速模型机遇律。。。是四种风速：恒风模型、阵风模型、渐变风模型、随机近年来，随着风力发电机组设计水平不断提高，风模型。在大型风力发电机组，特别是兆瓦级机组的设计中，1．2风机模型采用变桨距风轮，桨

7、叶与轮毂不再采用刚性连接，而风机是风力发电系统中能量转换的首要部件，它通过可转动的推力轴承或专门为变距机构设计的联用来截获流动空气所具有的动能，并将风机叶片迎风轴器连接。这种风轮可根据风速的变化调整气流对扫掠面积内的一部分动能转换为机械能。它不仅决定了整个风力发电系统的有效输出功率，而且直接影叶片的攻角，当风速超过额定风速后，输出功率可响机组的安全、稳定、可靠运行，是风力发电系统中关基金项目：教育部博士点专项基金项目(20060755001)；自治区高校高技术研究重点项目(XJEDU2004104)键部件之一。·25·第32卷第

8、3期四川电力技术Vo1．32，No．32009年6月SichuanElectricPowerTechnologyJut／．，2009风机输出的机械功率为电机实际有功和额定有功差经过积分微分运算再做差之后的信号再进入模式2或5，输出的角度信号接P。==Cp=c到风