恒速和双馈感应风电机的稳定性研究.pdf

摘要：随着并网风电容量的增大，风电在电力系统中比重的增加，为研究风力发电系统的稳定性，采用电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory对恒速和双馈感应两种异步风电机进行建模仿真，分析其在短路故障时不同风电机组及电气参数对系统恢复稳定的影响。结果表明：双馈感应风电机的故障动态响应比较敏感，具有明显优势。关键词：风电机组；恒速；双馈感应；稳定性

内容摘抄：

1风电机组的模型
风电机组的建模是风电场建模的核心，按照发电机性质，风力发电机可以分为异步发电机(感应发电机)和同步发电机（如同步发电机直驱永磁)机型。单鼠笼感应发电机风电机组因其结构简单以及成本低，2006年前国内绝大多数由该机型组成风电场。但由于其发电机本身固定简单结构而不存在控制功能，只能运行在很小的转差范围内，因此，不能有效利用风能。双馈感应风电机的发电机定子直接馈入电网，转子通过变频器将部分功率馈入电网，由于采用变频器控制技术，具有极高可控性，该风电机组能够提高风电机组的风能转换效率，并捕获最大风能实现有功功率和无功功率输出的解耦控制。文中研究的感应型风电机组在电力系统中建模进行动态仿真，满足以下基本条件)：(1)忽略磁通饱和；(2)磁通正弦分布；(3)除去铜耗以外，不记其他任何损耗；(4)基频下定子电压正弦分布。

（略）

2风机模型仿真与分析
根据以上对恒速风电机和双馈风电机的理论分析，在DIgSILENT/PowerFactory电力系统分析软件中建立仿真模型，分析恒速风电机组和双馈感应风电机组在短路故障情况下的暂态稳定性及系统暂态稳定性影响[6]。在风电机连接大电网的节点设置一个在0s时发生三相短路故障，故障持续时间分别为80和180ms。在持续故障环测量电网侧电压相角，采用基于电压定向矢量控制方案，实现解耦控制；d轴电流用于控制DC-ink的电压、g轴电流用于电网侧变频器发出的无功功率，控制d轴电压就可以控制发出无功；控制d轴电流通过变频器来确定有功功率，如图6所示。

（图略）

3结束语
鼠笼型异步风电机和双馈感应风电机是当前主要的风电机型。随着风电穿越容量增大，给系统稳定运行带来了挑战。不同类型风电机组对系统稳定运行影响研究是未来电网发展的趋势。双馈感应风电机组具备良好的可控性，通过加入不同的控制器以及控制策略能够明显提高风能的转换率以及维持系统稳定性。

（略）

投稿会员：巧克力布丁