基于“无功控制”模式下双馈风机并网系统研究

双馈风力发电机并网的方式主要包括：空载并网、负荷并网、孤岛并网和电动并网。
空载并网是指双馈风机在进行并网前不带有任何负荷，风电机不对能量以及转速进行控制，其转子励磁通过交流电源来完成，风电机定子电压随转子励磁电流的变化而变化，当定子输出电压与电网电压同频率、同幅值、同相位时，即在满足并网条件时，发电机的定子与电网相连。空载并网优点是调控方法简便、性能优良、方式清楚且装置简易。缺点是稳定性不足。
负荷并网这种方法是指进行双馈发电机并网前带有单独负荷，定子侧存在电流，发电机能够对能量进行调节，发电机的调控受到双馈发电机定子电压、电流的影响。该并网方式的优点与空载并网类似，缺点为结构相对空载并网较为复杂。
孤岛并网是通过在双馈风机、转子侧变流器以及网侧变流器间形成的能量流动来调控，主要过程包括：励磁→孤岛运行→并网。孤岛并网方式的优点为不会给电网带来任何冲击，避免电流过大对电网稳定带来危害。缺点是控制方式复杂繁琐，增加了运行成本。
电动并网的优点为控制方式简单，适用于垂直轴型双馈风力发电机的启动。反观空载并网、负荷并网和孤岛并网都只针对水平轴型双馈风力发电机。电动并网的缺点是操作繁琐，运行时间较长。它的优点是实现方法简单，对于垂直轴型双馈风力发电机的起动和并网可以由适当的顺序控制就能实现。
双馈风机并网仿真电路如下图所示，系统包含了双馈风机、电网、两段传输线路线路、变压器和接地变压器等。其中，风电场包括6台双馈风力发电机（1.5MW）；电网电压为120kV；两段传输线路分别为0.1153Ω/km（10km）和0.413Ω/km（20km）；变压器分别为575V/25kV和25kV/120kV；风电机组侧为575V的电压，连接一个575V/25kV的变压器T1和10km的输电线路，经过升压接入25kV电网中，然后连接25kV/120kV的变压器T2，最后并入电网中，其电压为120kV，完成双馈风机和电网的结合。

依据上述双馈风力发电系统的数学模型以及搭建的仿真模型，选取两种突出的、会对电网产生较严重的扰动方式进行探讨，即风速扰动和线路故障。
双馈风机控制模式主要包括两种。一种是“无功控制”模式（Var Regulation）：针对于强电网，电网电压保持的在1.0（p.u.）左右。双馈风机系统采用转子变换器进行励磁调控，其中励磁能量完全是由转子回路提供的。双馈风机与所接入的电网之间不存在无功功率的交换，即双馈风机接入电网时存在有功功率的交换，而没有无功功率的交换。
另一种模式为“电压控制”（Voltage Regulation）：针对于弱电网而言，在这种模式下，双馈风力发电机与电网之间不仅存在有功功率的交换，也存在无功功率的交换。然而系统各处电压在稳定运行模式下依然会产生一定程度的波动。一般情况下，为了降低电压的变化，规定双馈风机系统可以有一定量无功功率的消耗或吸收，进而维持电网电压稳定在有效的范围内。
由于目前研究较多且实际产品中应用的都是“无功控制”，因此，本文双馈电机采用“无功控制”模式进行动态仿真，探讨在发生各类扰动的情形下对风机并网运行的影响。其影响参数主要包括风电场出口处的电压、电流以及其有功功率和无功功率等。
对于“无功控制”模式就是将仿真模型中的双馈风机模块（Wind Turbine Doubly-Fed Induction Gengerator）中的控制参数（Control parameters）选择无功模式（Var Regulation）。如下图所示：

风能是风电系统动力的来源，风场中风速的变化直接导致风机的运行和输出。风具有随机性、间歇性、波动性，为了较为准确的模拟风速随时间变化的动态特性，常用基本风、阵风、渐变风以及随机噪声风四种模型的单独或组合来表现实际情况中的风速变化。
本文采用渐进风对模型进行仿真。渐进风的参数设置为：开始基本风速为8m/s，渐进风在仿真运行到5s加入，风速最终上升到 14m/s，升速时间为6s，加入渐变风的最大值为6m/s，仿真时间为50s。

渐进风速模式下，依据仿真曲线可以观察，双馈风机组侧电压值与风速成正比关系，即风速增大电压也会增大。双馈风机组所消耗的有功功率与风速也是成正比关系，即风速增大时会消耗更多的有功功率，在风速到达平稳后，有功功率基本稳定在9MW额定容量左右。双馈风机组的无功功率为0保持不变。

由上分析可知，双馈风电系统在发生风速干扰时可以平稳并网运行。基于系统的“无功控制”模式，风电系统的无功功率始终为初始值不变，系统正常运行。想学习更多Matlab仿真项目，可以联系QQ：2057034985。

基于“无功控制”模式下双馈风机并网系统研究相关推荐

双馈风机并网simulink模型
双馈风机并网simulink模型--基于定子电压控制链接:https://pan.baidu.com/s/1FOqkwT5hRxGBjVvxlXo-Fg 提取码:rn74 模型基于B站UP主quan ...
基于双馈风机的调频电源改造方案
摘要:大规模风电集中并网对电网安全稳定运行带来了严重挑战.目前,风电场传统控制结构只响应风速变化,而对于系统的频率调节性能贡献较小.本文提出了在双馈风机直流侧添加储能系统以提高调频能力的电源改造方案. ...
频率二次跌落，双馈风机虚拟惯性控制+下垂控制参与系统一次调频的Matlab/Simulink模型，调频结束后转速回复，造成频率二次跌落
Matlab/simulink 频率二次跌落,双馈风机虚拟惯性控制+下垂控制参与系统一次调频的Matlab/Simulink模型,调频结束后转速回复,造成频率二次跌落系统为三机九节点模型,所有参数已 ...
双馈风机调频，风电调频，风火水调频，虚拟惯性控制，下垂控制参与系统一次调频的Matlab Simulink模型
双馈风机调频,风电调频,风火水调频,虚拟惯性控制,下垂控制参与系统一次调频的Matlab Simulink模型系统为三机九节点模型,所有参数已调好且可调,可直接运行,风电渗透率20% 也可研究风火 ...
simulink 风电调频，双馈风机调频，VSG虚拟同步机控制
simulink 风电调频,双馈风机调频,VSG虚拟同步机控制,风电场调频,三机九节点,带有虚拟惯性控制,下垂控制. 同步机为火电机组,水轮机,可实现同步机调频,火电调频,水轮机调频等. 风电渗透20 ...
双馈风机虚拟惯性控制+下垂控制参与系统一次调频的Matlab/Simulink模型，调频结束后转速回复，造成频率二次跌落
双馈风机虚拟惯性控制+下垂控制参与系统一次调频的Matlab/Simulink模型,调频结束后转速回复,造成频率二次跌落系统为三机九节点模型,所有参数已调好且可调,可直接运行,风电渗透率19.4% ...
matlab simulink 双馈风机调频，风电调频，一次调频，风电场调频，三机九节点，带有虚拟惯性控制
matlab simulink 双馈风机调频,风电调频,一次调频,风电场调频,三机九节点,带有虚拟惯性控制,下垂控制. 风电渗透20%,phasor模型,仿真速度快,只需要20秒三机九节点,风电调频 ...
双馈风机虚拟惯性控制参与系统一次调频的Matlab Simulink模型
双馈风机虚拟惯性控制参与系统一次调频的Matlab Simulink模型系统为三机九节点模型,所有参数已调好且可调,可直接运行,风电渗透率19.4% 风机采用虚拟惯性控制,转速回复模块,在系统频率跌 ...
双馈风机DFIG并网（Matlab Simulink）有详细说明
双馈风机DFIG并网(Matlab Simulink) 可实现: 1.风机的出力情况: 2.加装无功补偿前后,并网点功率因数和并网点电压: 3.加装无功补偿前后,系统侧电压波动时的电压稳定能力: 4. ...

基于“无功控制”模式下双馈风机并网系统研究

基于“无功控制”模式下双馈风机并网系统研究

基于“无功控制”模式下双馈风机并网系统研究相关推荐

最新文章

热门文章