PSS/E中风电机组的低电压穿越模拟方法

为了更加精确地研究接入电网的大型风电场与主网之间的相互影响,在PSS/E风电机组模型中低电压穿越的模拟已经成为不可或缺的环节。由于PSS/E中风电机组模型不包含低电压穿越模块,需要通过用户自定义的方法实现：用户输入风电机组机端电压启动值作为低电压穿越模块的启动标识,并输入其他几个低电压穿越曲线的形状定义参数,然后通过记录仿真时间决定风电机组是否在超出低电压穿越曲线时被切除。进而具体介绍了PSS/E中双馈变速感应风电机组和笼型定速感应风电机组的模型,并以此为基础进行实际算例仿真,通过在典型临界电压点施加不同持续时间的故障,验证了PSS/E中风电机组低电压穿越模拟方法的有效性,具有一定的工程意义。     

基于改进风机暂态模型的风电场低电压穿越性能评估

针对现有风机模型不能真实反应各种类型风机在低电压故障中的暂态特性,影响对风电场低电压穿越评估准确性的问题,通过研究和改进风机仿真模型,并与实测风机低电压穿越特性对比验证,结果表明改进的风机暂态模型与实测风机在低电压穿越特性上具有较高的一致性.以某地区风电场为例,利用该模型搭建的实际风电场仿真系统对风电场低电压穿越能力进行仿真研究,仿真结果表明改进的风机模型对风电场低电压穿越性能评估具有较高的实用性.     

考虑风机动态特性的大扰动暂态过电压机理分析

在大容量直流和高占比新能源集中接入的电网背景下,暂态过电压问题极大地制约了直流输电能力和风电并网容量,亟须进一步深入研究考虑风机动态特性的大扰动暂态过电压机理及影响因素。文中从理论推导和仿真分析2个方面开展研究,首先推导了交直流故障后换流站和风机侧暂态电压幅值的理论计算公式;然后分析了交直流故障引发暂态过电压的机理及主要影响因素;最后结合仿真分析了风机低电压穿越期间不同有功、无功特性对暂态过电压的影响,通过实际系统算例进行了仿真验证。研究结果表明,风机低电压穿越特性将使得风电场成为换流站之外另一个导致暂态过电压的"无功源",低电压穿越期间风机有功出力越小及无功出力越大将导致暂态过电压越严重。     

双馈感应风电机组模型比较研究

对BPA与PSS/E中双馈感应风电机组模型进行分析,比较了两个软件中风机模型的建模原理与状态方程。针对同一个含风机测试系统进行仿真计算,比较两个程序潮流结果和动态特性,显示的仿真结果较为接近,说明了BPA与PSS/E中的双馈感应风电机组模型有较好的一致性,具有一定的工程意义。     

大规模交直流系统电磁暂态仿真关键技术

为了准确模拟交直流系统的交互影响特性,有必要采用电磁暂态仿真分析方法。提出了一种将机电暂态仿真模型数据快速转换成对应的电磁暂态模型数据的方法。先在PSS/E中对大规模交直流系统进行等值简化,再将PSS/E中简化后的系统通过编程方法快速转换为PSCAD/EMTDC中电磁暂态仿真模型,最终在PSCAD/EMTDC中搭建出详细的交直流系统电磁暂态模型。运用所提方法对一个实际电网进行稳态验证和三相对称交流故障下的暂态仿真计算,验证结果表明,通过所提方法转换得到的PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真结果与PSS/E机电暂态仿真结果一致,证明利用所提方法搭建的电磁暂态仿真模型是有效的。     

风电机组低电压过渡控制对暂态频率及过电压的影响及优化

针对风电大规模接入导致电力系统交流故障引发的暂态频率和暂态过电压问题,分析了GB/T 19963.1—2021《风电场接入电力系统技术规定第1部分：陆上风电》对风电机组低电压过渡的控制要求以及机电暂态仿真用PSASP风电机组模型与参数;提出了特定仿真需求下实测建模工况的考虑原则,根据某厂家低电压过渡实测数据,辨识出关键参数,并以此模型和数据为基础,展开风电机组低电压过渡控制参数对频率和电压暂态特性的敏感性分析。最后结合某地区电网进行了实例验证,并提出风电机组控制策略和模型参数的优化建议。     

风机脱网对系统稳定性分析

随着我国风电的飞速发展,带来了大规模风电投切的稳定性问题。主要研究大规模风电脱网对电力系统稳定性的影响,研究采用当今主流风电仿真软件DIgSILENT进行仿真分析,介绍风电大规模脱网对系统频率的影响,并阐述风机低电压穿越LVRT（LowVoltageRideThrough）问题。在DIgSILENT中建立了双馈感应风力发电机组模型,通过对IEEE-9节点系统的仿真分析,展示了系统故障期间各节点电压波动情况,定性分析了并网风机低电压穿越过程,并且仿真分析了风机脱网对电力系统暂态稳定的影响。     

PSS/E与PowerWorld风电机组模型对比

单一的电力系统仿真软件无法满足含大规模风电并网系统的所有仿真需求,需根据需求选择恰当的仿真工具,因此对常用的PSS/E和PowerWorld软件的风电机组模型进行对比。首先介绍了当前主流软件PSS/E、PSLF、BPA程序、PowerWorld中风电机组模型的结构和功能,并针对PSS/E和PowerWorld,比较了发电机-换流器模块、有功功率控制模块、机械-调速模块的工作机理。然后以国际大电网会议推荐的标准风电并网系统CIGRE B4-39网络为例,进行了基于PSS/E与PowerWorld的风电并网仿真分析。仿真结果表明:PSS/E风电机组模型的锁相环在电压畸变的情况下能够快速锁定相位,抑制高次谐波;PowerWorld的风电机组模型在控制有功功率的过程中,能有效抑制风电场无功功率波动对有功出力的影响。最后,指出PowerWorld、PSS/E和BPA程序的适用场合。     

BPA-PSS/E的数据转换研究及验证

开发基于 VC＋＋语言平台 BPA-PSS/E的数据转换软件,成功将 BPA 数据格式转为 PSS/E格式,并将两者的潮流及暂态稳定结果进行比较.IEEE/９节点仿真系统和某实际电网的仿真结果表明,BPA 和 PSS/E的仿真结果接近,可用 BPA 和 PSS/E软件对电力系统进行仿真.通过转换得到的数据,可用 PSS/E软件方便地实现 BPA 未提供的分析计算功能,可充分利用 PSS/E提供的交互式计算过程控制、自定义模型和控制对电力系统进行深入研究。     

BPA-PSS/E的数据转换研究及验证

开发基于VC++语言平台BPA-PSS/E的数据转换软件,成功将BPA数据格式转为PSS/E格式,并将两者的潮流及暂态稳定结果进行比较。IEEE/9节点仿真系统和某实际电网的仿真结果表明,BPA和PSS/E的仿真结果接近,可用BPA和PSS/E软件对电力系统进行仿真。通过转换得到的数据,可用PSS/E软件方便地实现BPA未提供的分析计算功能,可充分利用PSS/E提供的交互式计算过程控制、自定义模型和控制对电力系统进行深入研究。     

直驱式风电系统低电压穿越建模与仿真

采用1500kW风力发电机组,基于直驱式风力发电机运行特性及最大风能跟踪原理,在Matlab／Simulink仿真环境下建立了直驱式风电系统低电压穿越的仿真模型,通过接入不同的阻抗,进而产生不同的电压跌落,对其在风电机出口发生三相短路故障时,电压跌落50％进行低电压穿越仿真,结果显示在进行电压跌落过程中风机能够保证稳定运行,验证了模型的合理性。     

定桨距异步风电机组的低电压过渡能力改造

金风750 kW定桨距异步风力发电机组因无电力电子变频装置而不具有抵御电网电压跌落的能力.针对这一问题,对上述风机进行低电压过渡能力改造,通过在风机与箱式变压器之间设计安装彩钢板房,加装D-VAR RT电力电子设备,使风机在电网故障时保持发电机机端电压在额定水平上.改造后对系统进行了仿真建模试验,模拟电网电压跌落至额定值的20％极限状态下的风机与电网电压、电流变化情况,并进行了D-VAR RT设备并网运行后的静态试验数据采集分析.试验结果表明:改造后的风机具备低电压过渡功能,满足《风电场接入电力系统技术规定》要求的低电压过渡能力.     

电网电压跌落下无刷双馈发电机低电压穿越控制

电网电压跌落的瞬间,风力发电机定子和转子产生冲击电压和冲击电流,对电网安全造成影响。为实现无刷双馈风力发电机低电压穿越,保证风电机组在电网电压跌落下不间断运行,对电网电压跌落下无刷双馈发电机定子电压和电流进行暂态分析,搭建了无刷双馈发电机在功率绕组静止坐标系下的数学模型,推导并分析了电网电压跌落瞬间其功率绕组磁链、控制绕组电压动态变化过程,并提出一种积分滑模直接功率控制与故障穿越控制相结合的控制策略,完成无刷双馈发电机低电压穿越控制。通过MATLAB/Simulink和半实物仿真试验平台进行验证,仿真和试验结果证明所推导功率绕组磁链和控制绕组电压动态变化过程的正确性及控制策略的有效性,该控制策略有效抑制了定子控制绕组侧电压和电流畸变,提高了无刷双馈发电机的低电压穿越性能。     

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。     

基于组合保护方案提高DFIG低电压穿越能力的仿真分析

电网故障导致电压跌落时,大容量风电场中风机的相继切出会影响系统运行的稳定性。为保证电网安全可靠运行,风力发电机组的并网导则要求目前广泛应用的双馈感应发电机（DFIG）具备低电压穿越（LVRT）能力,即确保电网电压跌落情况下DFIG保持不脱网运行。本文在深入分析传统Crowbar保护电路的基础上,针对其不足提出了组合保护方案并给出了相应的控制策略。基于Matlab/Simulink平台建立了风电场并网运行仿真模型,仿真结果表明所提组合保护方案能够有效提高DFIG的低电压穿越能力。     

具有低电压穿越能力的集群接入风电场故障特性仿真研究

结合风电机组的结构和并网原理,对直驱风电机组提出了"卸荷电路+无功补偿"的低电压穿越改进控制方法,对双馈风电机组采用了DC-Chopper和SDBR(series dynamic braking resistor)代替Crowbar的低电压穿越改进控制方法。以PSCAD为平台分别构建了具备低电压穿越能力的直驱风电机组和双馈风电机组的并网仿真模型;结合风电并网技术规程,采用电压跌落器仿真验证了直驱、双馈风电机组在电网电压跌落下的低电压穿越能力。参照新疆达坂城实际风电场群接入系统方案,构建了包含具备低电压穿越能力的直驱、双馈风电机组的集群风电场仿真算例,研究了风电场送出线故障、集群风电场送出线电压跌落、系统线路电压跌落时风电场群故障穿越特性。仿真结果表明:集群接入风电场送出线电压跌落会影响相邻风电场及系统的电压和频率,故障结束后整个风电接入系统可以在风电接入技术规程要求的时间内恢复至稳态运行状态。研究成果有助于分析风电大规模集群接入系统的运行特性,提高电力系统对风电的接纳能力。     

并网型双馈风电机组动态稳定性仿真

介绍了变速恒频双馈风电机组的基本结构，建立了双馈风电机组在d-q坐标系下的动态数学模型。应用Matlab/Simulink搭建了系统仿真模块，并对并网型双馈风电机组的动态稳定性做了仿真试验研究，结果表明：在风电系统中利用变速技术后可以提高风能的利用率，改善电力系统稳定性；变速双馈风电机组具有低电压穿越功能。     

高速永磁同步风电机组低电压穿越的研究

研究高速永磁同步风电机组的控制策略,提高其低电压穿越能力。在Matlab/Simulink环境下构建了背靠背双PWM变流器并网的高速永磁同步风电机组仿真模型。模拟了发电机和变流器在电网电压跌落30%(0.6s),60%(2s)时的运行情况。仿真结果表明,高速永磁同步发电机机组功率跟踪良好,在电网电压跌落时对电网提供无功支持,具有较强的低电压穿越能力。     

双馈风电机组无功控制方式对系统频率稳定的影响

以PSS/E和PSS/E WIND为平台,建立了基于双馈感应发电机的风电场等值模型,结合一个含两座大规模风电场的算例系统,仿真分析了双馈风电机组（DFIG）两种无功控制方式对系统频率稳定的影响.研究结果表明,无论是风速扰动、负荷扰动还是短路故障,与恒电压控制方式相比,恒功率因数控制均有利于系统的频率稳定.     

高速永磁同步风电机组低电压穿越的研究

研究高速永磁同步风电机组的控制策略,提高其低电压穿越能力。在matlab／simulink环境下构建了背靠背双PWM变流器并网的高速永磁同步风电机组仿真模型。模拟了发电机和变流器在电网电压跌落30％（0．6s）,60％（2s）时的运行情况。仿真结果表明：高速永磁同步发电机机组功率跟踪良好,在电网电压跌落时对电网提供无功...