变桨距直驱风电机组AGC仿真研究.pdf

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1、变桨距直驱风电机组AGC仿真研究DirectdrivetypesimulationresearchofwindturbinepitchcontrolBasedonAGC华北电力大学苏子卿王印松苏杰SuZiqJngWangYinsongSuJie摘要：本文以变桨距控制为切入点，根据直驱永磁风力发电机组的特点，基~MATLAB／SIMULINK构建了直驱式风电机组的仿真模型，并将其与一台火力发电机组并联，以桨距角为被调量进行电力系统的二次调频，分别对引入变桨距控制前和控制后的情况进行了仿真。仿真结果表明，引入桨距角控制之后，风电机组能更好的适

2、应系统的负荷扰动来维持系统的频率稳定，从而为实现直驱式风电机组的自动发电控制(AGC)提供了理论研究依据。关键词：直驱式风电机桨距角AGC频率调节Abstract：Basedonthevariablepitchcontrolasthebreakthroughpoint，accordingtothecharac{er1sticsofdirectdrivepermanentmagnetwindturbine．basedonMATLAB／SfMULINKtobuildasimulationmodelofdirectdrivewindturbin

3、esandwithathermalpowergeneratingunitsinparallel，thepitchangleisfrequencyregulatedquantityofelectricpowersystem，respectively．TheintreductionofvariablepitchbeforeandaftercontrolsforthesimulationThesimulationresultsshowthat，thepitchanglecontrolcanbetteradapttothesystemloaddi

4、sturbancetomaintainthefrequencystabilizationsystemofwindturbine，automaticgenerationcontrolSQastorealizethedirectdrivewindturbine’Sautomaticgenerationcontrol[AGC)providesatheoreticalbasisforresearch．Keywords：directdrivetypewindmotorpitchangleAGCfrequencyregulation【中图分类号】TK

5、8【文献标识码】B文章编号1606—5123(2014)07—0058—031引言风能利用率高、可靠性高、运行成本低、变桨距控制对于实现永磁直驱风电机组近年来由于环境污染和能源趋紧等便于维护等一系列优点。本文根据直驱的AGC控制具有重要的作用。原因，风力发电作为一种清洁的发电方式永磁风电机组的数学模型利用MATLAB／越来越受到人们的重视。相比于传统风sMIⅡK搭建了其仿真模型，并用一台2直驱风电机组建模力发电中使用的双馈式风力发电机组，火电机组代替电网中的其它发电机组，2．1直驱风力发电机的基本结构直驱永磁风电机组免去了齿轮箱这一传建立

6、了两区域的电力系统模型，并对引本文中所采用的直驱式风力发电机组统部件，改为由风力直接驱动发电机，入桨矩角控制后系统频率对负荷扰动的基本结构如图1所示，由风力机、直驱式减少了传动损耗，提高了发电效率，具有响应情况进行了分析。仿真结果表明，发电机、整流器和逆变器等构成。其中，58l《PLC&FA》《PLC&FA)2。14年7月lcD为直流电容，风力机发出的电能经整流器整流后注入到直荷的适应情况，并保证机组在安全的工作范围内运行。由图流母线，再经过后级逆变器逆变，最后并人电网当中。3-．]-见本文所采用的桨距角控制器以风速和功率作为输入信号，同

7、时考虑风速和系统负荷扰动对风电机组构成的影响。和分别为实际风速和额定风速，是功率参考值，是实际功率。其中，实际功率是当前时刻风电机组出力的实际值，而本文中选用的功率参考值是通过系统频率偏差的实时反馈计算得来的，这就保证了桨距角的调节能实时跟踪图1直驱式风力发电机系统频率的变化，确保了AGC控制的实时性和有效性。选择№一2-2风力机的特性器max表示在和中选择较大值，确保当实际风速大于额～一帆风力机在风力发电系统中起原动机的作用，风力发电需定风速时桨距角控制器才会起作用。要通过风力机叶片的旋转将风中的动能转化为机械能，再通过发电机将机械能转

8、化为电能。由空气动力学原理可得，风力机从风中捕获的功率和气动转矩可以表示为：1．．=÷cP(，f1)v1．．=÷p7『尺Q(r，f1)v式中：P为空气密度，R为风机转子半径，为风速，为叶尖速比