PSS/E中的风机建模研究

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为了研究大型风电场接入电网的影响,本文提出了PSS/E中的风机建模方法。以PSS/E32版本中的双馈式感应风力发电机(DFIG)模型为例,进行了风电场特性及其并网的相关研究。首先对发电机-换流器模型(WT3G)、电气控制模型(WT3E)、风力机及传动轴系模型(WT3T)、桨距角控制模型(WT3P)以及保护模块的工作原理进行了详细说明,针对WT3G的低压有功逻辑环节、WT3E无功通道中的无功控制和电压控制模块以及有功通道中的速度功率曲线、WT3P中桨距角控制的作用、WT3T中的气动力学模型进行了具体阐述。进而通过具有针对性的典型算例仿真,验证了双馈风机模型的特性和有效性。为了将厂商生产的不同类型的风电机组对应到PSS/E风机模型中进行仿真,提出了PSS/E中的风机建模最重要的环节,即参数辨识,这将使得包含风电场的系统仿真分析更加准确和快速。由于风机模型的各个分块相互独立,可以先通过电力试验,通过实验结果计算出关键参数的值,减少了未知参数的维度。进而对剩余的关键参数利用单纯形法进行优化辨识,使得两种软件的输出曲线(有功功率、无功功率、风机机端电压)误差达到最小。并通过仿真算例验证了这一过程的有效性。此外,在PSS/E风电机组模型中低电压穿越的模拟已经成为不可或缺的环节。由于PSS/E中风电机组模型不包含低电压穿越模块,需要通过用户自定义的方法实现:用户输入风电机组机端电压启动值作为低电压穿越模块的启动标识,并输入其他几个低电压穿越曲线的形状定义参数,然后通过记录仿真时间决定风电机组是否在超出低电压穿越曲线时被切除。通过实际算例仿真验证了PSS/E中风电机组低电压穿越模拟方法的有效性,具有一定的工程意义。
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