风电并网动态仿真实验

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1、PSS/E仿真报告一参数选择1基准选择:=100，=230，=502线路参数选择：(1)与三阶发电机相连侧线路：采用220kV下的典型输电线路参数，220线路的标幺值经过换算如下，=0.027，=0.15，=0.29(2)风电机侧线路，如图1所示，；；；，，图1：风电并网结构图3变压器参数选择：(1)三阶发电机侧变压器参数选择，选择电力变压器型号为SSPL-63000/220，额定容量为63000，额定电压24222.5%，低压10.5，短路损耗404，空载损耗93，短路电压14.45%，空载电流2.41%，经过计算：再经基准值折算(2)

2、靠近母线侧变压器，；靠近风机侧变压器；，；4发电机参数的选择：，，，，，，，，，，二发电机模型建立1三阶发电机模型的建立PSS/E中CGEN1模型又称三阶等值电路模型，可以最为精确地模拟发电机的转子结构，且更好地适应发电机参数辩识的需要，其等值电路如图1所示。由图2还可以发现，CGEN1模型的d轴和q轴是相互独立的，所以，模拟将不存在任何问题。这也就有效地解决了PSS/E的次暂态模型CGENSAL、GENSAE、GENROU、GENROE均假设可能给稳定计算所带来的不精确。实际上，假设对稳定结果的影响很小，且在实际系统中，发电机的相差本身

3、就很小(对隐极机尤为如此)，所以，假设对工程应用而言也是许可的。图2：CGEN1等值电路通用发电机模型CGEN1各参数与一般形式的参数对应关系如下。d轴参数：q轴参数：CGEN1模型中的某些参数必须大于零，其它参数可取任意值，由此，通过对CGEN1模型中某些参数的设定(零或无穷大)，可以构造出所需要的双轴模型。(1)隐极机次暂态模型，即考虑电势变化的六阶模型。从等值电路看，令)为无穷大，即与隐极机次暂态模型的等值电路相同；为零，作用相同。(2)凸极机次暂态模型，即考虑电势变化的五阶模型，在六阶模型基础上令为无穷大。(3)隐极机暂态模型，即

4、考虑电势变化的四阶模型。与隐极机次暂态模型的处理方法一样，可在六阶模型基础上令为无穷大或零。(4)凸极机暂态模型，即考虑电势变化的三阶模型。可在四阶模型基础上令为无穷大。将计算的参数输入CGEN1卡，如图3所示，，图3：CGEN1卡2单机无穷大系统模型的建立图4:：发电机转子传递函数如图4所示选择GENCLS为单机无穷大系统模型，并设置InertiaH=10s。3风电机模型的建立WT3模型采用的是目前国内最常用的双馈感应电机，如图5所示。该双馈感应电机主要由风力机、齿轮箱、双馈感应发电机、变流器等组成。发电机定子绕组与电网直接耦合相连，转

5、子回路通过AC/DC/AC换流器与电网相连，实现了有功和无功功率的解耦控制。发电机向电网输出的功率由2部分组成，即直接从定子输出的功率和通过逆变器从转子输出的功率。WT3模型主要用于风力发电机接入电网的相关研究工作。图5：双馈感应电机WT3通用风机模型包含4个部分：发电机–换流器模型WT3G、电气控制模型WT3E、机械控制风力机模型WT3T以及桨距控制模型WT3P，这4部分的相互关系如图6所示。图中：Ipcmd为控制有功的电流命令值；Uqcmd为控制无功的电压命令值；Pord和Qord分别为有功和无功功率指令值。图6：WT3模型的连接关系

6、以WT3G模型为例，WT3G控制模型用一个锁相环使发电机转子电流和定子电流保持同步。模型中机端电压为参考相量，为注入电流，其中有功电流分量与同相位，无功分量与正交。T表示发电机参考系和电网参考系之间的转换矩阵。填写WT3G，如图7所示，单台风机输出有功功率为，一共10台机组，共输出有功功率。图7：WT3G卡三仿真结果全网潮流计算结果：如下图8图8：基于母线的潮流报告发电机正常运行1s，在双回线路上10%处发生三相短路故障，持续0.1s，然后切除故障，正常运行到8s，扰动设置如图9所示图9：三相短路故障图10：发电机功角曲线在系统发生三相短

7、路后，由于系统的结构或参数发生了较大的变化，系统的潮流及各发电机的输出功率发生了较大的变化，从而破坏了原动机和发电机之间的功率平衡，在发电机转轴上产生不平衡转矩，导致转子转速变化。这样，不同发电机转子之间将产生相对运动，而转子之间相对角度的变化又反过来影响各发电机的输出功率，从而使各个发电机的功率、转速和转子之间的相对角度继续发生变化。这样循环下去可能使系统中的发电机功角超越稳定极限造成失稳。但是由于，当转子转速高于同步转速时，阻尼功率为正，即发电机多送出电磁功率，阻止转速升高，图10所示，功角出现衰减的震荡的情况，在1s时出现故障，1.

8、1s切除故障，功角波动持续4~5s后趋于稳定。图11：发电机端电压曲线如图11所示，在0~1s时，发电机端电压为标幺值1，1~1.1s突然发生三相短路故障，电压突然跌落，然后1.1s后故障切除