短路故障和风速突变情况下双馈风力发电机组模型研究

针对风力发电系统动态仿真模型在风电测试中的重要性,在分析风力机、变流器、双馈风电机组等数学模型的基础上,进行风力发电系统通用的定子磁链定向和电网电压定向控制系统设计.采用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了变速恒频双馈风电系统的动态仿真模型,针对并网点短路故障和风速变化时风力发电系统的暂态运行特性进行了仿真研究;最后基于所建模型进行了试验验证,实测结果与仿真结果相吻合,验证了所建动态模型的有效性.     

基于普通异步发电机的恒速风电机组模型与并网分析

风能以其无污染,可再生、蕴量丰富的优势,在电力行业得到了广泛重视.本文主要研究基于普通异步发电机的恒速风电机组模型及其并网,首先阐述了国内外风力发电发展的概况,然后介绍了风力发电的基本原理,最后着重探讨了风力机组的建模,研究了风力机组各部分的数学模型,基于MATLAB构建了适合风力发电的普通异步发电机的恒速风电机组静态模型,并对风力发电系统并网进行了稳态仿真以观察电压分布.该研究对探讨含风力发电成分的电网的电压稳定性具有一定意义,为含风电电网的运行提供了依据,对国内普通异步风力发电机的恒速风电机组的生产和入网具有一定的参考价值.     

基于普通异步发电机的恒速风电机组模型与并网分析

风能以其无污染、可再生、蕴量丰富的优势,在电力行业得到了广泛重视。本文主要研究基于普通异步发电机的恒速风电机组模型及其并网,首先阐述了国内外风力发电发展的概况,然后介绍了风力发电的基本原理,最后着重探讨了风力机组的建模,研究了风力机组各部分的数学模型,基于MATLAB构建了适合风力发电的普通异步发电机的恒速风电机组静态模型,并对风力发电系统并网进行了稳态仿真以观察电压分布。该研究对探讨含风力发电成分的电网的电压稳定性具有一定意义,为含风电电网的运行提供了依据,对国内普通异步风力发电机的恒速风电机组的生产和入网具有一定的参考价值。     

含风电场的电力系统频率特性动态仿真分析

针对风电接入电力系统后对其稳定性的影响问题,阐述了含风电的电力系统动态仿真模型(风电机组模型包括恒速异步风电机组和双馈变速风电机组),仿真分析了电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下风电系统的频率响应过程,以及风电并网运行对系统频率的时空分布特性的影响。仿真结果表明,电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下,两种不同风电机组对系统频率的作用及影响不同,风电并网运行对频率的时空分布特性产生了重要影响。     

大规模风电并网的频率响应特性分析

针对大量风电机组并入电网对电力系统频率稳定性的影响问题,阐述了风力发电机的类型,分析比较了传统同步机、恒速风机、双馈风机和永磁直驱风机的动态频率响应特性,通过电力系统仿真软件DSA在IEEE-39建立了不同类型风电场的动态模型。仿真结果表明,恒速风机能够对系统提供部分惯性响应,有利于系统频率稳定,而双馈风机和永磁直驱风机采用了解耦控制,不能对系统提供惯性响应,不利于系统频率稳定。     

风电系统在变风速条件下的并网运行仿真研究

介绍了当今国内外风力发电发展状况和风力发电机组并网后对电力系统的影响.阐述了变速风电机组并网后动态特性的重要性,同时利用仿真软件构建了基于变桨距风机并网风电场动态仿真模型,并对此风力发电系统在风速扰动情况下的运行状态进行了动态仿真.仿真结果表明,变风速使风机输出有功功率、无功功率会出现低频率不等幅震荡,会对系统电压、功...     

笼型风电机组结构的风力发电系统运行仿真分析

在当今世纪能源日渐短缺、气候变化和环境日益恶化的全球背景下,风能作为一种清洁、可再生能源受到了高度的关注。介绍了笼型异步风力发电系统的类型和基本工作原理,并针对笼型异步风力发电系统建立了动态数学模型。其次,在Matlab/Simulink仿真环境下构建风电场并网系统的模型,通过仿真分析,研究笼型异步风力发电系统的稳定机理;并通过对风速扰动、线路断线故障、线路短路故障等各种扰动下的系统运行状况进行动态仿真,最后针对仿真结果提出提高系统稳定性的措施。     

考虑输变设备的分频风力发电系统最优控制

对以分频发输电技术为基础的变速变频(VSVF)运行的分频风力发电系统,在考虑分频输电线路和升压变压器的基础上,对其基于矢量控制技术的无风速测量最优功率输出的控制策略进行了研究.在PSCAD中建立分频风力发电系统各部分的动态模型,对分频风力发电系统的风能利用系数、风电机组输出功率和线路的损耗进行仿真分析,并与常规恒速恒频(CSCF)风电场进行比较,结果表明该控制策略可以在自然风速波动的情况下,实现无风速测量下的最优风能捕获、最优功率输出和减小输电线路功率损耗.     

基于PSCAD的双馈风电系统模型研究

分析双馈风电系统中风机、发电机、控制系统等部分的数学模型,在所建模型基础上采用定子磁链定向和电网电压定向矢量控制策略,针对风速突变及电压跌落故障的情况,使用 PSCAD/EMTDC仿真软件,建立双馈风力发电系统动态模型进行仿真.仿真结果表明,所建模型能实现有功、无功功率解耦及最大风能跟踪,维持直流母线电压恒定、双馈风电机组良好的运行特性。     

基于PSCAD的双馈风电系统模型研究

分析双馈风电系统中风机、发电机、控制系统等部分的数学模型,在所建模型基础上采用定子磁链定向和电网电压定向矢量控制策略,针对风速突变及电压跌落故障的情况,使用PSCAD/EMTDC仿真软件,建立双馈风力发电系统动态模型进行仿真。仿真结果表明,所建模型能实现有功、无功功率解耦及最大风能跟踪,维持直流母线电压恒定、双馈风电机组良好的运行特性。     

基于Matlab/Simulink的永磁直驱风力发电机组建模和仿真研究

以永磁直驱风力发电机组为研究对象,建立了包括风力机、传动部分、永磁直驱发电机、矢量控制策略、最大风能捕获策略的整体数学模型;应用Matlab/Simulink工具,以建立的数学模型为基础搭建了永磁直驱风力发电机组仿真模型,并以两次阶跃风速为例对所建模型并网后运行特性进行了仿真研究。实现了永磁直驱风力发电机组的最大风能捕获和功率解耦控制,仿真结果表明,永磁直驱风力发电机组具有良好的运行特性,同时验证了所建模型的正确性和有效性。     

考虑塔影与风切变的永磁同步风电系统最大风能跟踪控制策略

为了保证风电机组高效稳定运行,通过在转矩控制环节中引入模糊变增益的转速补偿转矩,有效地减轻了由塔影效应、风切变、风速中的随机脉动分量引起的风力机输出的机械转矩波动与按照最优叶尖速比法计算的参考转速的波动对永磁同步风力发电系统的影响,抑制了风电系统的低频震荡并保证了系统的稳定性。当考虑到轴系的摩擦损耗时,为了真正地实现最大风能跟踪,通过对最优叶尖速比进行修正,得出最大电磁功率所对应的准确的参考转速,使得机组运行在最大电磁功率对应的工作点处。在Matlab/Simulink下构建了直驱永磁同步风电系统的详细仿真平台,验证了该方法的正确性与有效性。     

双转子永磁同步风力发电机的最大功率跟踪控制

转速控制是永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪控制的方法之一,该文在分析了双转子永磁同步风力发电机的数学模型、特性和搭建了双转子永磁同步风力发电机的仿真模型的基础上,将转速控制方法应用到管道式双转子永磁同步风力发电系统中。仿真结果表明:前后风力机设计合适的叶片,转速控制可应用到新型的双转子永磁同步风力发电机,前后风力机可能都实现最大风能跟踪,具有一定的理论意义。     

3D FEM analysis,dynamic modeling,and performance assessment of transverse flux PMSG for small‐scale gearless wind energy conversion systems

The transverse flux permanent magnet synchronous generator has a great potential for use in direct‐drive wind energy conversion systems due to its large pole numbers, high torque, and power density. This research work develops dynamic model of a single‐side transverse flux permanent magnet synchronous generator for use in a small‐scale gearless wind energy conversion system. For acquiring the parameters of the considered generator, required for dynamic modeling, 3D finite element model of the machine is developed and analyzed in both magneto‐static and transient modes. Field‐oriented control approach is employed for tracking maximum power point from the variable wind speed. The simulation results illustrate an accurate response of the system to the wind speed variation and proper performance of the developed dynamic model and control approach of the system. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

大用户直购电对系统风电消纳的影响

大用户直购电政策的推行,会进一步压缩电力系统的调度空间,而当系统中接入大规模不可调控的风电机组时,系统的优化调度将面临更加严峻的挑战。为了分析大用户直购电对系统风电消纳能力的影响,建立了含大用户直购电的电力系统风电消纳模型。该模型在传统机组组合模型的基础上,引入了风电出力约束和可削减的直购电电量合同约束,并对目标函数进行了相应的调整。使用ARIMA模型对风速时间序列进行建模和预测,为机组组合模型提供原始数据。将10机系统扩展为40机系统,并引入1 600 MW的风电机组,分析了不同直购电电价、直购机组以及直购电规模下直购电合同对系统消纳风电能力的影响。     

风速的互补性对概率潮流的影响

以大规模风电并网为背景,以实现有效接纳风电为目的,通过概率潮流计算,对地理位置不同的风电场之间风速的互补性进行分析。为模拟不同风电场之间风速的互补性,提出采用FrankCopula函数构建风电场之间风速的联合概率分布,选取Spearman秩相关系数作为风电场之间风速的互补性测度。采用云南电网实际数据作为算例,重点分析了风速的互补性对节点电压、支路潮流及线损的影响。研究结果表明,考虑风速的互补性可以更合理地评估风电场对系统的影响,有利于更好地进行风电场选址及电网规划。     

风力发电特性及对广东电网中长期发展的影响

针对广东省风能资源分布特点及风力发电的出力特性,深入比较了采用不同类型风电机组的风电场等效机组特性与传统电源的区别,研究了规模风电并网对广东电网中、长期发展的影响,并提出了相应的解决措施建议。分析结果表明,规模风电的发展最终要求系统具备一定的调节手段,广东电网应在风电消纳能力、风电并网标准、调峰电源建设、风力资源预测与调度运行系统等方面着重开展工作,以促进风电与电网的协调发展。     

大容量直驱风电机组级联直流组网系统设计

传统交流组网风电场系统存在多次电能转换、成本高的问题。针对这个问题,设计了一种大容量直驱风电机组级联直流组网海上风电场系统,其直接将每台机组的直流输出级联形成高压直流进行传输,而无需额外的海上升压站平台。风电机组采用了永磁直驱风力发电机及其变流器,其中变流器包括了AC/DC单元和DC/DC单元,并设计了控制策略,即通过DC/DC单元的占空比调节来实现电流的持续输出和最大功率跟踪。陆基逆变电站采用晶闸管型逆变器,设计了工作模式和控制策略,其主要功能是实现高压直流链路的电压电流调节。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建了容量为150 MW的风电场系统进行了仿真计算,计算结果验证了该系统具有较高的鲁棒性和对风速变化的适应性,同时每个机组都能独立的实现最大风能捕获。     

考虑时空分布特性的风速预测模型

随着风电并网规模日益增加,风电功率波动对电网的影响将更加显著。风速预测可以辅助电网制定调度和运行控制决策,合理应对风电功率波动,降低风电功率波动对电网安全稳定运行的影响。考虑风电机组的地理分布和风速的时间、空间分布特性,建立等效风速模型。由该模型建立上、下游风电机组的风速关联关系,修正下游风电机组的风速。在此基础上,提出一种基于修正系数的风速预测方法,以提高预测精度。以实际风电场地理数据和风电机组参数为基础的仿真算例验证了该方法的可行性和合理性。