B-429_双馈风力发电机组接入的电力系统小扰动分析

中国高等学校电力系统及其自动化专业第29届学术年会，湖北宜昌：三峡大学，2013

双馈风力发电机组接入的电力系统小扰动分析

刘剑青,姚琼荣,林小峰

（广西大学 电气工程学院，广西 南宁 530004）

摘 要：研究了双馈风力发电机接入对电力系统的小扰动稳定性。首先建立了小扰动稳定分析的双馈异步风力发电机的模型，使用加拿大Powertech Labs的SSAT（Small Signal Analysis Tool）附带的UDM-Editor（用户自定义模型编辑器）编写控制算法，以DLL形式作为动态连接模块放置在用户自定义模型中，作为辅助控制器，并用这个控制器来控制双馈风力发电机组，改善了系统性能。采用特征值分析法，分析系统小扰动稳定性。最后以新英格兰10机39节点系统为算例，分析了双馈风力发电场接入对电力系统小扰动稳定性和低频振荡的影响，得出了一些初步的结论。

关键词：双馈风力发电机； 小扰动稳定；特征值分析；辅助控制

Small signal stability analysis of power system with DFIGS

Liu Jianqing,Yao Qiongrong,Lin Xiaofeng

(school of electrical engineering,Guangxi University,Nanning 530004,China)

Abstract: Doubly-fed wind power generator is studied in access to the small disturbance stability of power system. First established the Small disturbance stability Analysis model of the double-fed induction wind generator, with Canada Powertech Labs of SSAT (Small Signal Analysis Tool) accompanying the UDM - Editor (user-defined model Editor) write the control method., in the form of DLL as a dynamic connection module is placed in a user-defined model, as the auxiliary controller, and the controller to control the doubly-fed wind power generator, improve system stability. Using the method of eigenvalue ,analysis the small disturbance stability of the system. Based on the New England 39 node 10 machine system example analysis, analyzes the doubly-fed wind farm access small disturbance stability and low frequency oscillation in power system, the influence of some preliminary conclusions are drawn. Key words: doubly-fed induction generator; small disturbance stability analysis; eigenvalue analysis; auxiliary control.

响。

0 引言

本文分析了美国通用电气公司（General Electric

随着传统能源越来越紧张，新能源不断引起人们Company，简称GE）1.5MW双馈风力发电机模型，的注意。风能作为新能源之一，清洁无污染，成为最采用状态空间法来改善风力发电机运行稳定性，以新有发展前景的新能源。随着风力发电技术日趋成熟，英格兰10机39节点系统为例，分析了双馈风力发电场风能开发从以往小规模的开发发展到现在大规模的开接入前后系统特征值变化的趋势，以此验证采用的控发。当风力发电机组规模较小时，其对电力系统的稳制算法能够有效地提高风电机组运行稳定性。 定性影响较小；大规模风电机接入时，其对系统的动

1 1.5MW双馈风力发电机组模型

态性能影响就不能忽视了。随着风力发电装机容量的不断增大，接入电压等级不断升高，其对系统的稳定1.1 双馈异步电机基本原理和模型结构 性影响也越来越大。风电一般集中在负荷较小的偏远

双馈异步发电机由定子绕组直接接入三相电网的

地方，例如我国的新疆，内蒙古等地，电能需要经过

绕线型异步发电机和安装在转子绕组上的双向背靠背

远距离输电线路输送到负荷中心，这使得系统变得更

IGBT电压源变频器组成。变频器由转子侧变频器和加的脆弱，电力系统的小扰动稳定性问题更加突出[1]。

网侧变频器组成。变频器的主要原理是转子侧变频器风电场接入对电力系统的小扰动稳定分析已有许

通过控制转子励磁电流的幅值和相位来控制有功功率多研究。文献[2]讨论了大规模双馈型风电场依次取代

和无功功率，而网侧变频器控制直流环节的有功功率系统同步发电机后对电力系统的小扰动稳定性的影响；文献[3]建立了异步发电机模型，并分析了在风电

场出力不同情况下单机系统以及多机系统的小扰动稳定性；文献[4]建立了异步风力发电机数学模型，通过对含有大容量高比例风力发电的实际电网计算分析表明，风电场的运行状态对电网的低频振荡模式和振荡特性有一定影响；文献[5]以双区域系统为测试案例，分析了风电场不同出力运行方式对电力系统的振荡模式的影响；文献[6]主要研究了单机无穷大系统和多机系统接入直驱永磁风电场对电力系统阻尼不同的影

和电网进行交换的有功功率，并确保变频器运行在恒功率因数（即零无功功率）。双馈风力发电机输出功率由两部分组成：定子功率和转子功率。双馈异步发电机可以工作在次同步、超同步及同步速3种情况。图1是双馈异步风力发电机的结构图。

中国高等学校电力系统及其自动化专业第29届学术年会，湖北宜昌：三峡大学，2013

（LVPL

）

能够缓解在长时间和暂态维持的故障导致的电压问题。在正常的运行条件下，隔直端电压在用户指定的分界点值之上，且没有上限。当电压低于故障期间的分界点时，需要计算和设置上限；当电压低于用于用户指定的分界点时，上限为0。

图1 双馈异步风力发电机整体结构图

1.4 电气控制模型

图4和图5是电气控制模型。电气控制模型是基于风电机组模型指令Pord和Qord来控制有功功率和 …… 此处隐藏：7341字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……