永磁直驱风电机组的风电场动态等效方法.pdf

第41卷第1期
セ力奪貔係护員控
Vol 41 No.1
2013年1月1日
Power System Protection and Control
Jan.1,2013
永磁直驱风电机组的风电场动态等效方法
李立成,叶林
(中国农业大学信息与电气エ程学院,北京100083)
摘要:针对风电场内不同机组处风速分布不均匀问题,提出了一种适用于永磁直驱变速机组风电场动态等效的多机表征方法。
该方法根据杋组位置进行聚类得到等效机组,结合尾流效应与自然风的空间分布特性计算等效机组轮毂高度处的风速,采用
传递函数表征机组变速调节特性和电流控制电流源等效模拟双PM背靠背变流器的控制特性,从而建立了大型风电场的多机
动态模型。算例仿真表明,该模型能够反映风电场输出有功、无功和PC点电压的动态特性。
关键词:风力发电;风电场;机电暂态模型;尾流效应;传递函数;电流控制电流源
Dynamic equivalencing method for wind farms with permanent magnet direct-drive wind turbines
Ll Li-cheng, YE Li
(College of Information and Electrical Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China)
Abstract: This paper proposes a multi-machine representation method for dynamic equivalence of wind farm with permanent magnet
direct-drive variable speed wind turbines considering wind speeds with non-uniform distribution. Using turbine position as a cluster
classification index to group wind turbines into one equivalent wind turbine, hub speeds of wind turbines is calculated according to
wake effect and spatial distribution characteristics of wind speeds. Wind turbine operating characteristics is represented by use of
transfer function and the conrol characteristics of back-o-back PWM converter is escribed by current controlled current source
(CCC). A large wind arm model represented by multi equivalent wind turbines is created in EMTP/ATP software package. Case
study is carried out under fault condition. Simulation results show the power output property, as well as dynamic voltage
characteristics of the wind farm at the grid integration point
This work is supported by National Natural Science Foundation of China(No.51077126 and No. 51174290)
Key words: wind power; wind farm, electromechanical transient model, wake effects; transfer function; current controlled current
source( CCCS)
中图分类号:TM614文献标识码:A
文章编号:1674-3415(2013)01-0204-07
0引言
落的响应过稈硏究则需要能够反映模型内部动态特
性的风电场机电暂态仿真模型?。根据桨距角动作情
风电的快速发展推动了风电场动态特性的研况建立以三台风电机组表征的大型双馈风电场动态
究,对每台风电机组逐一详细建模将增加模型的复分群等效模型可解决风速分布不均匀影响模型精度
杂度,导致计算时间长、占用内存大。因此,风电的问题,但采用固定风速建模无法表征风速变化和风
场等效建模方法是当前的研究热点。
电机组控制对风电场出力的影响?。此外,在考虑风
常用的风电场等效方法是聚合法,即把风电场
电场对电网的影响时有必要模拟风电场内部升压变
等效成一台风电机组.但是,风电场详细模型与压器阻抗和集电线路阻抗の,内外对采用双馈异步
等效模型的并网点输出特性对比表明,当风电机组
风电机组( Doubly Fed Induction Generator,DFIG)的风
间风速差异较大时,使用一台风电机组表征风电场
的等效方法会产生较大误差。而风电场对电压跌
电场等效建模和运行特性的硏究较多1?,但是基于
水磁同步风电机组( Permanent Magnet Synchronous
基金项目:国家自然科学基金项目(5107126,310; Generator, PMSG)机电暂态模型的风电场并网动态
教育部高等学校博士点学科专项科研基金(博导类)项目运行特性研究还有待与进一步加强。
(20110008110042)
本文针对由25台PMSG风电机组按规则布局