基于PSS/E双馈风力发电机组的建模与仿真

本文以双馈风力发电机组为研究对象,阐述了双馈风力发电机组的基本原理,分别推理了风力机模型、双馈风力发电机模型以及变流器模型,并以电力系统分析软件PSSE为开发平台,以PSS/E中自定义模型的方法用fortran编程语言建立了风力发电机组模型,通过仿真验证了模型的正确性,从仿真结果验证了风力发电机组在电压跌落时和恢复时的性能,同时也说明PSSE在自定义模型中有很大的灵活性。     

PSS/E与PSASP中双馈型风电机组模型参数转换

各种电力系统仿真软件所包含的模型、数据格式和存储模式上的差别,都不利于仿真软件间的数据共享和对比分析计算。PSS/E和PSASP是两款大型电力系统仿真软件,为了在这两款软件间实现数据交换和共享,首先对比PSS/E与PSASP双馈型风电机组模型参数差异,其次基于XML语言完成PSS/E和PSASP模型数据转换,最后结合国际大电网会议推荐的CIGRE B4-39风电场仿真验证双馈风机模型数据转换的正确性。仿真结果显示,风速扰动和短路故障下两款软件仿真结果基本一致,即所提模型数据转换方法是有效的。     

针对双馈感应风力发电机的PSASP与PSS/E仿真一致性分析

风电大规模并网对电力系统数值仿真提出了更高的要求。含风力发电机组的系统动态行为仿真一致性对电网运行控制和安全决策产生重要影响。构建了仿真一致性评估指标体系,提出了一种基于蒙特卡洛模拟的仿真一致性评估方法;从模型构造上对PSASP和PSS/E中的双馈感应风力发电机模型进行对比分析;通过典型算例,详尽评估了两种软件在不同风力发电机渗透率情况下的机电暂态仿真一致性。研究表明,随着风力发电机渗透率的提高,两种软件的仿真一致性逐步变差。     

双馈风力发电机组快速电磁暂态仿真模型

双馈风电机组含变换器等电力电子设备,电磁暂态仿真步长小、速度慢。为实现双馈风电机组的快速电磁暂态仿真,利用开关函数平均化的思想,建立了考虑Crowbar保护电路投切、变换器闭锁暂态过程的受控源型变换器统一简化等效模型,并提出一种预测校正的调制量计算方法,基于该等效模型构建了完整的双馈风电机组快速电磁暂态仿真模型。最后,以1.5 MW双馈风力发电机组为例,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建模型,从正确性、仿真步长适应性和仿真速度三方面对快速电磁暂态仿真模型进行验证。通过仿真结果比对分析,证明了该快速电磁暂态仿真模型不同应用场合的适用性。     

基于PSS/E的调速器自定义模型设计

为解决多种电力系统分析软件不能与PSS/E交互使用的问题,本文利用PSS/E软件开发电力系统元件的自定义模型。首先,选取BPA软件中的一种带PID控制器的电子液压型调速器模型作为参考,并据此建立基于PSS/E的调速器自定义模型。然后,利用单机无穷大系统,在BPA和PSS/E中分别作仿真分析,以检验调速器自定义模型的性能。仿真曲线和误差量化分析表明调速器自定义模型能够正常工作且与源模型的性能非常接近,利用PSS/E的模型自定义功能可以实现电力系统其他仿真软件与PSS/E的交互使用。     

基于CIM/E全模型的扩展PSS/E潮流计算

基于人机界面的PSS/E单步潮流计算存在模型维护工作量大和扩展性较差的问题。提出了一种基于CIM/E全模型的扩展PSS/E潮流计算方法。以网络层次模型库为中间层,将CIM/E模型解析到中间层数据库并生成实时同步的PSS/E计算库,实现电网全物理模型的自动建模。基于API接口二次开发和封装,建立接口层,通过外部程序对PSS/E进行流程控制,实现潮流计算的自动周期运行。以层次库为输入输出接口,接收处理外部应用的设备操作指令,实现设备操作的自动交互。基于层次库实时拓扑分析,对PSS/E全模型仿真中的拓扑问题进行修正,保证了拓扑分析的正确性。使用华东电网实际电网模型进行实际应用,仿真结果证明了该方法的正确性和实用性。     

基于Matlab的双馈感应风力发电机组暂态模型

近年来,风电已在电力系统中占有了不可忽视的地位.详细分析了变速恒频双馈感应风力发电机(DFIG)的多变量、强耦合、非线性的时变参数系统,总结并建立了DFIG完整的暂态仿真模型,给出了基于定子电压定向的矢量控制策略的数学原理及详细控制框图,对其最大风能追踪的控制性能、电压控制模式和无功控制模式下电网电压跌落30％时动态响应对比以及电网严重故障情况进行了仿真分析,仿真结果验证了模型的有效性.     

变速恒频双馈风力发电机组的等值模型和仿真验证

随着新疆电网对清洁能源建设的大力推进,疆内九大风区也在加大规模开发与建设,风电继续保持着快速增长态势,且呈现出"集中式开发、远距离输送"的发展模式。风电的快速发展对风机的性能及质量等各方面有着更为严格的要求。因此,为研究新疆某大型风电场接入后对电力系统的影响,本文在单台双馈风力发电机的动态数学模型的基础上,由4台变速恒频双馈风力发电机组的实际建模,经过理论推导得出箱式变压器与线路的等值阻抗,搭建出了双馈风力发电机组的等值模型。并以新疆某风电场为例,在不同风速工况下,对风电机组的实际仿真模型和等值模型在MATLAB/SIMULINK软件中进行仿真。由仿真结果可以看出,风电场的等值模型仿真曲线与实际模型的仿真曲线基本完全重合,从而验证了等值模型的正确性。     

基于双环控制的双馈风力发电机组控制策略

在分析了双馈风力发电机组运行特性的基础上,提出一种基于双环控制的变换器控制策略。在转子侧,变换器采用定子磁链定向矢量控制技术,推导出了用转子有功电流和无功电流独立解耦控制有功功率和无功功率的策略,并实现了风能的最大跟踪;在电网侧,变换器采用电网电压定向矢量控制技术,构建了电流内环、电压外环的双闭环PI控制系统。利用PSCAD/EMTDC软件,构建了双馈风力发电机组仿真模型。仿真结果验证了所提控制策略的有效性和合理性     

基于PSS/E的电力系统机电暂态负荷模拟

介绍了PSS/E仿真软件所提供的LDFR模型、IEEL模型等静态负荷模型,CIM5模型、CIMW模型、CIM6模型等感应电动机模型和CLOD综合负荷模型,叙述了各个负荷模型在PSS/E 14机59节点系统实例的机电暂态仿真中的具体实现方法,仿真结果说明了不同的负荷模型对电力系统动态仿真的影响.     

基于PSS/E的风电系统暂态仿真研究

大容量风电场的接入对电力系统稳定提出了新的挑战。以GE 1.5 MW双馈感应发电机组成的风电场为研究对象,采用电力系统分析软件PSS/E仿真和分析了风速波动对风电场和系统的影响,比较了风电场和常规电厂对电力系统暂态过程中的不同影响。     

Small-signal Modeling and Modal Analysis of Wind Turbine Based on Three-mass Shaft Model

Abstract—One critical task in wind turbine shaft torsional vibration study involves the modeling of a wind turbine and power grid. With a focus on the mechanical rotational system of wind turbine, this article provides a three-mass shaft model upon which one wind turbine to infinite bus model can be developed. The model, based on small-signal stability analysis, is used to study the wind turbine shaft torsional vibration. For this reason, this article concentrates on the union model of stall wind turbine and power grid. The small-signal stability model includes the mechanical system and electrical system. Data for the turbine's blades and shaft as well as electrical generator are given to allow replication of the model in its entirety. Each of the component blocks of the wind turbine and power grid is modeled separately so that one can easily expand and modify the model to simulate variable-speed wind turbines or multi-turbines system to suit their needs. This is then followed by a case study that explains how the small-signal stability model can be used to study wind turbine shaft torsional vibration issues. Results obtained from the case study show that the model performs as expected.     

风电系统的空气动力PSS/E自定义模型

为了研究风速为扰动源时风电系统的电网动态特性,借助PSS/E自定义功能建立了风电系统的空气动力学模型,及3种不同类型的风速模型。将这些自定义模型应用于基于双馈异步风力发电机(DFIG)的变速恒频(VSCF)风力发电机系统,验证了这些模型的有效性和正确性。这些模型的建立克服了现有PSS/E软件只有线性空气动力模型和缺少风速模型的弱点,有利于研究风力发电对电力系统运行及稳定的影响。     

风力机的MATLAB模型及其应用

提出了一种简化的定桨距风力机的MATLAB模型。该模型对于风电场的建设与规划 ,对于风力发电机组的运行仿真和设计都具有重要的意义     

基于移相变压器的PSS/混合仿真

针对电力系统动态仿真中某些模型和参数不准确问题,提出用移相变压器模型注入实测数据来等效某部分电网,即将实测与仿真结合起来,以大型仿真软件PSS/E自带的IPLAN为二次开发平台,进行电力系统混合仿真.以6机23节点系统为算例,首先对全网动态仿真以获取实测数据,然后实施混合仿真,结果表明该方法正确可行.     

电力系统仿真软件PSS/E中柔性直流输电系统模型及其仿真研究

柔性直流输电系统(voltage sourced converters high voltage direct current,VSC-HVDC)因其快速灵活的可控性在电力工业中将有越来越广泛的应用,研究其在复杂电力网络中的动态性能具有工程实际意义,应用电力系统仿真软件PSS/E可模拟柔性直流输电的准稳态响应。介绍了PSS/E动态仿真的基本原理;分析了柔性直流输电模型VSCDCT的有效性和适用性,并基于实际系统对准稳态直流动态模型VSCDCT进行了仿真研究,仿真结果表明 PSS/E直流模型能够满足大规模交/直流系统仿真的要求。     

基于PSS/E的最大负荷极限的求解方法

随着电力系统规模的增大,相关模型的日趋复杂,电力系统分析软件已成为电力工作者不可缺少的有力工具.同时,如何充分利用电力系统计算软件提供的函数模块,将其进行有效地组织、搭建,满足工程上的需要已成为电力工作者亟需掌握的一项技能.文章比较系统地介绍了一种用PSS/E软件求解大规模电网最大负荷极限点的方法,由于在求解过程中较为全面地考虑了影响负荷极限的各项因素,使得计算结果更贴近实际,所得指标也更具有指导意义.最后通过算例验证了所提方法的有效性和可行性.     

PSS/E在四川电网的应用研究

电力系统仿真软件PSS／E是国际通用的先进仿真软件。引进、消化、吸收和推广使用PSS／E对提升四川电网安全稳定分析水平具有重要意义。开发BPA到PSS／E格式数据转换软件是获得数据的便捷途径,仿真校验可确保所转换模型的有效性和数据的正确性。