考虑随机风速的直驱型风力发电机机电暂态建模.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn考虑随机风速的直驱型风力发电机机电暂#态建模**徐晋，汪可友，李国杰5（上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海200240）摘要：本文利用南网科研院开发的DSP仿真软件的二次开发建模功能，实现了考虑随机风速的直驱型风力发电机机电暂态模型。该模型考虑了对电力系统稳定性具有潜在影响的动态过程，将整个风机模型分为8个模块分别进行编程建模，具有一定开放性和较高准确性。特别地，该模型的风速随机分量可以由特定的功率谱密度函数生成，例如Kaimal风速谱模型10和VonKarman风速谱模型，

2、为风速随机激励下的电力系统稳定性研究提供了灵活便利的仿真工具。关键词：电力系统及其自动化；随机风速；直驱型风力发电机；机电暂态建模中图分类号：TM7415Direct-DrivenWindPowerGeneratorElectromechanicalModelingConsideringStochasticWindComponentXUJin,WANGKeyou,LIGuojie(KeyLaboratoryofControlofPowerTransmissionandConversion,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai

3、200240)20Abstract:Aeletromechanicalmodelofdirect-drivenwindpowergeneratorconsideringthestochasticwindcomponentisimplementedintheDSPpowersystemsimulationsoftwaredevelopedbySEPRIbymeansofitssecondarydevelopmentfunctioninthispaper.Refertothedetailedelectromagneticmodel,allthedynamicpr

4、ocesseswhichmayinfluencethepowersystemstabilityaretakenintoconsideration,andaredividedinto8blocks,toobtainamoreopenandaccuratemodel.Specially,thestochasticwind25componentsaregeneratedbyspectrummodels,i.e.,KaimalmodelandVonKarmanmodel,whichmakesthiswindpowergeneratormodelaflexiblean

5、dconvenientsimulationtoolsforpowersystemstabilitystudyunderthestochasticwindspeed.Keywords:powersystemandautomation;turbelence;direct-drivenwindpowergenerator;electromechanicalmodeling300引言近年来，我国风电装机容量大幅增加，截止至2015年我国风机的装机总量和新增容量[1]都居世界第一。直驱型风力发电机由于发电效率高、机械可靠性好、低压穿越能力强等优35点，在我国风力发电中

6、占有较大的比例。由于风速的不确定性和波动性，直驱型风机的大量接入使电网的安全稳定运行面临很大[2][3]的挑战。而目前常见机电暂态仿真软件中，直驱式风力发电机模型普遍存在一些缺陷，且对随机风速的建模不够完善，难以适用于风速随机波动下的电力系统稳定分析。例如，国内常使用的BPA仿真软件中，直驱型风机只有通用公司（GE）的产品，封装程度高，用户基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金新教师类资助课题(20130073120034)作者简介：徐晋（1991-），男，在读博士生，主要研究方向：电力系统建模与分析，新能源的不确定性分析通信联系人：汪可友（1979-），

7、男，副教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统分析与控制，新能源的不确定性分析.E-mail:wangkeyou@sjtu.edu.cn-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn[4]40可以自定义的参数少，随机风速谱也只能采用Vaicaitis模型；PSAT的风机模型相对比较[5]粗略，容易出现奇异问题，也只有一种风速谱模型。本文利用南方电网科学研究院开发的交直流电力系统计算分析软件(DSP仿真软件)为用户提供的二次开发建模功能，通过用FORTRAN语言编写模型，编译成DLL供主仿真程序调用，实现了考虑随机风速的直驱型风力发电机机

8、电暂态模型仿真。45本文第一节介绍该模型的整体设计方