电网频率变化下直驱永磁风力发电机组暂态特性分析.pdf

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1、第37卷第4期四JII电力技术Vo1．37，No．42014年8月SiehuanElectricPowerTechnologyAug．。2014电网频率变化下直驱永磁风力发电机组暂态特性分析冯树辉。杨浩。项丹(1．潍坊供电公司，山东潍坊261021；2．输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400030)摘要：为研究直驱永磁同步风力发电机(DPMSG)在电网频率发生变化情况下的暂态特性，建立了电网中风力发电系统数学模型，网侧和机侧变换器分别采用基于电网电压定向和电流前馈补偿的定子磁链定向矢量控制。根据建立的模型仿真分析电网频

2、率下降情况下风机的输出特性进行仿真分析，仿真结果与实测数据对比验证了模型的正确性。利用该模型对电网频率升高时直驱永磁发电机功率、直流电压、转速进行了进一步研究分析，研究结果为分析风电场在电网频率变化期间直驱永磁风力发电系统实际运行、出力变化情况提供了有效依据。关键词：直驱永磁发电机；风力发电；电网频率；暂态特性；模型验证Abstract：Inordertostudythetransientcharacteristicsofdirectlydrivenpermanentmagnetsynchronousgenerator(DPMSG)w

3、ithsndfrequencyvariation，themathematicmodelofawindpowergenerationsystemisestablished．Theconverterindsideandtheconverterinmachinesideadoptstatorfluxlinkageorientedvectorcontrolrespectivelybasedongridvoltageorien·t~ionandcurrentfeed—forwardcompensation．Theoutputcharacteri

4、sticsofwindturbineareanalyzedunderthedecreasesofgridfrequency，andthecorectnessoftheestablishedmodelisverifiedbythecomparisonofsimulationresultswiththemeas—ureddata．Furtherresearchesarecardedoutforthepower，DCvoltageandrotatingspeedofdirectlydrivenpermanentmagnetsynchrono

5、usgeneratorwhendfrequencyincreasesbythisestablishedmode1．ThepresentedresultsprovidereferencedataforoutputcharacteristicsofDPMSGduringgrdfrequencychanges．Keywords：directlydrivenpermanentmagnetsynchronousgenerator(DPMSG)；windpowergeneration；gridfrequency；transientcharacte

6、ristic；modelvalidation中图分类号：TM76文献标志码：A文章编号：1003—6954(2014)04—0058—04因此，有必要研究电网频率变化对风电机组输出特0引言性的影响规律，这对风电机组安全运行及电网稳定性分析具有重要意义。直驱永磁同步风力发电机组(directlydriven频率是电能质量的重要指标及电力系统运行的permanentmagnetsynchronousgeneratorforwindpow—重要控制参数。根据风电场接人电网技术规定(Q／ersystem，DPMSG)因其结构简单、维护成本低、

7、噪GDW392—2009)，风电场可以在频率偏离下运行。声小、效率高、良好的低电压穿越能力及不需要电励目前国内外主要研究并网双馈风力发电机对电网频磁而受到广泛关注和应用。随着风电特别是分布式率的影响及解决方法，而对DPMSG与电网频率间风力发电的不断发展，电网复杂程度愈来愈高，其动的关系研究较少。文献[2]建立了直驱永磁同步风态稳定性及暂态稳定性问题愈来愈突出，同时风电力发电机、变桨控制器和驱动链模型。文献[3]提场对风力发电机组的运行要求也越来越严格J。出永磁同步风力发电机在电网跌落情况下用机侧变电网发生三相故障时会造成机侧变换器输

8、出与网侧换器代替网侧变换器控制直流母线电压。文献[4]变换器输出不平衡。电网故障除了常见的电网电压对功率不平衡条件下永磁同步风力发电机全功率变跌落之外还有频率变化。当系统中的电气振荡频率换器的频率恢复性能进行了研究。文献