變速風電機組建模與仿真研究.pdf

1、風能是最具發(fā)展?jié)摿Φ哪茉矗S著風電并網容量的增加，風能的隨機性、不穩(wěn)定性與不可控性使得電網面臨著由于新能源接入而帶來的在消納、接入與送出方面的嚴峻挑戰(zhàn)。因此，有必要建立合適的風電機組模型用于研究大規(guī)模風電并網對系統(tǒng)的影響。雖然已有學者對風電機組的詳細模型進行了大量的研究，并在用于電磁暫態(tài)仿真研究的平臺，如Matlab、PSCAD上建立了風電機組的詳細模型。但是由于其計算時間與收斂性問題，無法在電磁暫態(tài)仿真軟件上面建立大電網以及大規(guī)模風電

2、場的模型，因此無法評估大規(guī)模風電接入對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。隨著電網對風電并網的標準的提高，有必要在國內主流電力系統(tǒng)分析軟件中建立風電機組的合適模型，用于風電并網的穩(wěn)定性分析。本文針對直驅式永磁同步發(fā)電機組的建模與控制策略進行了研究。
　　首先，介紹了直驅永磁同步風力發(fā)電機組的組成部分，包括風力機、軸系、永磁同步發(fā)電機、背靠背變流器;介紹了風電機組的控制系統(tǒng)，包括最大功率跟蹤控制、槳距角控制、低電壓穿越控制以及機網側變流器解耦控制策略

3、。
　　其次，提出了一種同時考慮輸入飽和與參數不確定性的最大功率跟蹤控制。模型考慮電機參數損耗并進行辨識，考慮變流器容量飽和約束條件，提高了風機最大功率跟蹤能力及控制穩(wěn)定性。在MATLAB/Simulink仿真平臺上，對比了相同風速條件下PID控制、自適應控制與考慮飽和的自適應控制三種控制方法下的轉速跟蹤誤差。結果表明，在模型參數具有不確定性及大陣風擾動導致輸入飽和時，所提出的考慮飽和自適應控制方法可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定，并且具有響應速

4、度快，超調量小的優(yōu)點，保證了轉速跟蹤的效果。
　　再次，在PSASP上建立了適用于機電暫態(tài)分析的風機自定義模型。該模型從適用于機電暫態(tài)仿真的角度對機側、網側變流器及控制系統(tǒng)進行簡化，保留了風力機、雙質量塊軸系部分，考慮了直流電壓與卸荷電路動態(tài)特性，考慮了風機內部的LVRT保護與直流電壓保護裝置。仿真分析了在風速擾動、電網側電壓跌落故障下UD模型的響應特性，驗證了所提出的機電暫態(tài)模型的正確性。
　　最后，利用風機UD自定義模型