資料介紹
雙饋變速風電機組采用雙脈寬調制(PWM)變流器實現電磁與機械的解耦控制,這也使得雙饋變速風電機組對系統頻率變化的響應降低。文中以雙饋變速風電機組模型為基礎,根據雙饋變速風電機組控制特點和控制過程,在電力系統仿真軟件DIgSILENT/PowerFactory中增加了頻率控制環節,在系統頻率變化時,雙饋變速風電機組通過釋放或者吸收轉子中的一部分動能,相應增加或者減少有功出力,實現了風電機組的頻率控制。仿真結果證明了頻率控制環節的有效性和實用性,并證明了通過增加附加頻率控制環節,風電場能夠在一定程度上參與系統頻率調整。
目前,國內外關于風電機組仿真系統的研究還不多,基本處于初級階段,但是,關于火電機組仿真系統、水電機組仿真系統以及變電站仿真系統的研究已經很多,并且很多研究成果已經應用到了實際的培訓之中。根據這些已有的成果可知,仿真系統的建立必須滿足兩個條件:具有功能強大的仿真支撐平臺,利用仿真支撐平臺能夠方便實現對仿真對象的在線建模、修改以及調試等操作; 具有能夠反映仿真對象實際運行情況的仿真模型,在這兩方面,國內外均已經取得一些研究成果。仿真支撐平臺是一個軟件工具的集合,主要包括模型的設計、編制及檢驗, 模型輸入、輸出數據的處理等功能。國內外很多公司開發了專門的具有自主知識產權的仿真軟件,比較著名的有:美國ABB公司研發的CETRAN仿真軟件,為建模人員提供了一個完全交互的在線模型開發環境,加拿大CAE電子公司開發的ROSE軟件,該軟件是一面向對象的圖形化的開發環境,利用該軟件用戶可完成從模型開發到運行的全過程;保定華仿科技有限公司自主研STAR-90系統,該系統功能強大,基于模塊化結構,支持建模人員以在線交互的方式建立仿真模型;深圳市本魯克斯仿真控制有限公司開發的面向對象的、一體化的PROSIMS軟件,該軟件也能為用戶提供在線交互式的模型開發環境。我國其他-些學者對利用通用仿真軟件建立仿真系統也做了一些有益的探索,文獻提 出利用通用仿真軟件Matlab和LabVIEW聯合建立風電場仿真系統,并取得了一些積極成果。
國內外已對變速恒頻雙饋風力發電機組進行了廣泛的研究,并取得了很多研究成果。文獻對變速恒頻雙饋風力發電機組的工作原理及結構進行了分析,建立了雙饋異步電機、變頻器等的數學模型,并利用仿真軟件進行了仿真,實現了雙饋風力發電機組的變速恒頻運行;文獻深入研究了雙饋風力發電機組的功率控制策略,分別將矢量定向控制、直接轉矩控制和直接功率控制等控制技術應用于風力發電機組的控制中,并比較了各種控制規律的優缺點;文獻確定了雙饋風力發電機組的有功和無功功率極限,研究了風電機組的有功和無功的調控方式,分析了風力發電機組并網對電網造成的影響;
文獻介紹了風力發電機組常用變槳系統的種類、結構以及工作原理,分別對電動變槳系統和液壓變槳系統進行了建模;文獻研究了 雙饋風力發電機組在變速和變槳過程中產生的動力學問題,提出柔性控制的概念,改進了變速和變槳的控制策略,減小了風力發電機組傳動系統以及塔架的振動;文獻從空氣動力學、結構動力學等方面入手,對風力發電機組葉片、塔架、傳動系統等的載荷進行了分析,為風力發電機組整體結構的設計提出了建議,并利用Matlab和ADAMS仿真軟件聯合建立了風力發電機組的多體結構動力學模型,通過仿真進行了驗證。文獻利用基于統一建 模語言Modelica 的Dymola軟件在統一仿真環境下采用面向物理對象的方法建立風力發電機組的仿真模型,對改進風力發電機組的建模方法進行了有益的嘗試。。 通過上述文獻可見,國內外對仿真支撐平臺的建立方法和雙饋風力發電機組的建模進行了很多研究。而如何建立適合風電機組仿真的支撐平臺以及如何建立更加完善的風力發電機組仿真模型,將是以后的研究重點,本文正是在此基礎_上展開研究的。
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