用于数值仿真的风电场等值模型的研究

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1、硕士学位论文用于数值仿真的风电场等值模型的研究RESEARCHONEQUIVALENCEMODELOFWINDFARMSFORNUMERICALSIMULATION张磊哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM614学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文用于数值仿真的风电场等值模型的研究硕士研究生：张磊导师：任洪林副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM614U.D.C

2、:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONEQUIVALENCEMODELOFWINDFARMSFORNUMERICALSIMULATIONCandidate：ZhangLeiSupervisor：Vice-Prof.RenHonglinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalE

3、ngineeringandAutomationDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要风电场并网对电网稳定性的影响已经越来越明显，风电场等值模型的研究对于分析风电场对电力系统可靠性的影响具有重要意义。文中以鼠笼异步风力发电机组和双馈风力发电机组为例，深入研究分析了风力发电机组的等值模型及其风电场的等值模型。根据鼠笼异步风力发电机组和双馈感应风力发电机组的数学模型，利用Ma

4、tlab/Simulink中的S函数和基本模块分别建立了其仿真模型。利用该模型可以方便地搭建风电场的仿真模型，包括分别由鼠笼异步风力发电机组和双馈感应风力发电机组组成的风电场。该模型的输入变量为电压，输出变量为电流，易于机网方程的求解。基于鼠笼异步风力发电机组和双馈感应风力发电机组的线性化数学模型，利用梯形法，建立了m-r轴的鼠笼异步风力发电机组和d-q轴的双馈感应风力发电机组的离散时域戴维南等值模型。该等值模型反映了风力发电机机端电压与电流的函数关系。以简单系统为例，在风速扰动及网络故障等不同系统运行条件下，验证了模型的

5、有效性和正确性。模型的精度取决于风力发电机组数学模型线性化的方法以及数值计算的积分步长。仿真结果验证了等值模型的正确性和有效性，且具有较高的数值计算稳定性和精度。基于鼠笼异步风力发电机组和双馈感应风力发电机组的离散时域戴维南和诺顿等值模型，提出了一种新的风电场等值模型的建立方法。详细地给出了在风速及风力发电机组参数相同和不同情况下，风电场的离散时域等值模型结构及其参数的确定方法。以简单系统为例，在风速扰动以及网络故障等不同系统运行条件下，验证了提出的风电场等值模型的有效性和正确性。风电场等值模型的精度取决于风力发电机组等值

6、模型的精度。利用该模型可以方便地实现不同运行条件下的风电场的仿真分析，并且可以实现双馈感应风力发电机组控制环节对风电场暂态行为影响的仿真。所提出的风电场等值模型，具有较好的精度和数值计算的稳定性。利用风电场的等值模型，对含风电场的WSCC三机九节点系统进行了仿真分析，仿真结果与详细模型的结果一致，提出的风电场等值模型建立方法具有应用价值。关键词：风电场等值；鼠笼风力发电机组；双馈风力发电机组；数值仿真-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWindfarm'simpactonthestabilityofpowe

7、rsystemhasbecamemoreandmoreobvious,andtheequivalentmodelofthewindfarmisimportantfortheanalysisoftheinfluenceofwindfarmonpowersystemreliability.Inthisessay,theSCIGandDFIGwillbetakenasexamplestoconductadeepresearchandanalysisontheequivalentmodelofwindturbineanditswi

8、ndfarm.AccordingtothemathematicalmodelofSCIGandDFIG,it'ssimulationmodelcouldbeestablishedbyS-FunctionandbasicmodulesinMatlab/Simulinkrespectively.Themod