基于Matlab的由双馈风力发电机组成的风电场仿真

图3、风速突然变化情况下输出曲线（风电机为Var Regulation模式）

2、120kV系统电压突然下降的仿真。

在这里，我们将看到预先设定的一次在120kV系统上的电压突然下降的影响。首先在风速模块中，不要求风速变动，将最终风速更改为8 m/s。然后打开120kV电压源的菜单。在参数“Time variation of”中选择“Amplitude”。设定在0.5 s的时候，发生一次大小为0.15 pu的电压下降。这时候要确保风电机的控制部分的“Var regulation”中的Qref = 0。开始仿真并打开名为“Grid”的示波器（见图4）。可以看到用电设备的电压、电流以及电动机转速。注意风电场发出的功率为1.87 MW。在t = 5 s的时候，电压下降至小于0.9 pu。在t = 5.22 s的时候，保护启动，因为探测到电压下降持续了0.2 s。用电设备的电流降至0，电动机转速逐渐下降。而风电场继续产生1.87 MW的功率。在用电设备被分离出电网之后，1.25 MW的电能被输出至电网（通过B25上的P_B25可以观测到。）

下面，将风电机的控制模式转换成“Voltage regulation”重新再仿真一次。发现这次用电设备并没有被分离出电网。这是因为在电压突然下降的时候，风电场发出了5 Mvar的无功功率，来使用电设备的电压高于0.9 pu这个阀值。在电压突然下降期间，用电设备的电压为0.93 pu（见图5）。

3、在25-kV系统上的故障仿真。

最后，进行一次发生在25-kV线路上B25母线的单相接地短路。第一步，关闭刚才120-kV的阶跃。打开“Fault”模块的菜单，选择“Phase A Fault”。设定故障为“9-cycle single-phase to ground fault”，故障时间为t = 5 s，持续时间为0.15 s。

当风电机在“Voltage regulation”模式下，可以看到，在故障期间，风机输出的正序电压(V1_B575)下降到0.8 pu。高于保护的阀值（0.75 pu，持续0.1 s以上）。所以此时风电机组依然继续运行。（见图6）

当风电机在“Var regulation”模式下并且设定“Qref = 0”，这个电压下降至低于0.7 pu，保护启动。我们可以看到风机转速上升。在t= 40 s时候，节距角变大，从而限制风电机转速。（见图7）