考虑恢复暂态过程的直驱发电系统低电压穿越模型参数解耦辨识方法

传统的直驱发电系统参数辨识主要是对其变流器PI参数或本体参数进行辨识,而其辨识结果无法描述直驱发电系统低电压穿越过程的动态特性.为了获得准确的直驱风力发电系统低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)模型参数以满足直驱发电并网系统的安全可靠的要求,提出一种考虑恢复暂态过程的直驱发电系统的低电压穿越模型参数解耦辨识方法.首先,基于直驱发电系统低电压穿越输出曲线特性,建立了直驱发电系统低电压穿越控制方程,并分析了对网侧PI控制参数和LVRT参数辨识的必要性.其次,针对网侧内环PI控制参数与LVRT参数具有耦合关系的问题,提出直驱发电系统低电压穿越模型参数解耦辨识策略,并基于灵敏度分析得到直驱发电系统各个参数的最优辨识工况.最后利用差分进化算法辨识内环控制器参数与LVRT参数,仿真算例表明所提辨识方法的有效性.     

永磁式直驱机组风电场对电力系统暂态稳定性的影响

研究了采用直驱风机的大规模风电场接入对电力系统暂态稳定性的影响。从理论上分析了直驱风机的变流器对风机特性影响的机理;基于直驱风机风场的数学模型,计算了故障后以故障临界切除时间表征的系统暂态稳定性;通过仿真计算,揭示了直驱风机和同步机对电网稳定性的影响,验证了理论分析结果。得出结论为直驱机组风电场的接入可能增强也可能削弱所接入系统的稳定性,主要取决于输出功率,但影响程度比同步机小。     

电网故障下直驱式风电机组建模与控制仿真研究

为分析直驱式永磁同步风电机组在电网故障时的联网运行特性,建立了风轮机、永磁同步发电机及全功率变流器的数学模型,构建了风轮机转速控制模型、PWM背靠背变流器控制模型及桨距角控制模型.在电网电压降落、风电场邻近母线单相短路接地、三相短路接地故障时联网风电场的暂态过程进行仿真分析,仿真结果表明所建模型是合理的、控制方法是有效的,为进一步研究新疆电网含大规模风电场的电力系统稳定性分析奠定基础.     

大规模近海风电场VSC-HVDC并网拓扑及其控制

针对大规模近海风电场地理分布上高度分散以及主要采用双馈式或直驱/半直驱式风电机组的特点,提出了相应的电压源型变流器的高压直流(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)并网传输拓扑结构,并设计了相应的控制策略。为验证所提方案的可行性,利用Matlab/Simulink构建了一个近海风电场的5端口VSC-HVDC并网传输系统,并进行了系列仿真。仿真结果表明,所提VSC-HVDC方案可为大规模近海风电场的并网传输提供优化的解决方案。     

直驱式风电场对电力系统的暂态稳定性影响分析

为研究大容量直驱式风电场并入对电力系统暂态稳定性的影响,建立了风速、风力机、轴系、直驱永磁同步发电机、全功率变流器的数学模型;研究了变流器控制策略和桨距角控制策略;并搭建直驱式风电场并网的仿真模型.以风电场并网点电压为研究对象,用电压跌落深度、电压冲击幅值、暂态电压恢复时间三个指标,对风电场出口故障、风电场突然切出、在同一点发生三相短路故障时不同风电场容量及三相短路故障发生在线路不同位置时对系统暂态稳定性的影响进行了分析.仿真结果表明直驱式风电场具有一定的低电压穿越能力;风电场突然切出时,并网点电压有小额增幅;风电场接入会改善系统的暂态电压稳定性,但当容量增大到一定程度时系统稳定性下降;随着故障点与风电场电气距离的增大,系统的暂态电压稳定性逐渐改善.     

电网故障下直驱式风电机组建模与控制仿真研究

为分析直驱式永磁同步风电机组在电网故障时的联网运行特性,建立了风轮机、永磁同步发电机及全功率变流器的数学模型,构建了风轮机转速控制模型、PWM背靠背变流器控制模型及桨距角控制模型。在电网电压降落、风电场邻近母线单相短路接地、三相短路接地故障时联网风电场的暂态过程进行仿真分析,仿真结果表明所建模型是合理的、控制方法是有效的,为进一步研究新疆电网含大规模风电场的电力系统稳定性分析奠定基础。     

适用于次同步振荡分析的直驱式风电场等值方法

为解决大规模直驱式风电场阻抗建模困难和数值仿真节点限制的问题,基于阻抗分析法的核心原理,以等值前、后直驱式风电场外阻抗特性相一致为目标,提出了适用于次同步振荡分析的直驱式风电场等值方法。该方法包括基于阻抗灵敏度分析的分群聚合和基于遗传算法的等值降阶2个步骤。分别以风电场含相同型号直驱风机和不同型号直驱风机为例,对等值前、后的直驱式风电场外阻抗特性进行对比分析。结果表明,所提方法能够实现大规模直驱式风电场模型的等值降阶,等值前、后的直驱式风电场外阻抗特性较为接近,其等值误差能够被量化。     

基于轨迹灵敏度分析的永磁直驱风电场等值模型参数辨识

大规模风电场接入电网对电力系统稳定性具有重大影响。为提高仿真速度,研究风电场等值模型具有十分重要的意义。针对传统聚合方法无法解决风电场长期运行过程中产生的参数变化问题以及厂家将控制系统参数作为商业机密问题,该文基于风电场公共并网点相量测量单元数据建立了永磁直驱风电场详细动态等值模型与初始化方法,分析参数的轨迹灵敏度,提出了对高灵敏度且时变参数以及高灵敏度控制系统参数采用改进的基因学习粒子群(GLPSO)混合算法进行参数辨识,其他参数固定为聚合值或典型值的策略。分析了不同风速、尾流效应、部分风机离线、风速未知情形下,等值模型的鲁棒性与适应性。仿真算例表明,所提出的参数辨识方法能够提高全局寻优能力。     

直驱永磁风电机组电压暂态简化建模及仿真

将变流器用受控源进行等效简化。根据低电压穿越过程中直驱风电机组的动态特性,忽略低电压穿越过程中发电机与机侧变流器的动态过程,建立了适用于暂态电压稳定性研究的简化仿真模型。仿真结果表明,简化模型与电磁暂态模型动态响应一致,可以用于大规模风电场暂态电压稳定性研究。     

大规模直驱风电场对交直流混联系统影响分析

正随着西北网750 kV主网的建成及新疆"风火打捆"直流外送的实施,新疆电网已形成了交直流混联的系统。为了分析大规模直驱风电场对交直流混联系统的影响,针对大规模直驱风电场与火力发电厂打捆并网后直流外送的输电方案,构建了含交直流系统的网络拓扑结构,建立了大规模直驱风电场及直流输电系统的数学模型。基于PSCAD/EMTDC软件,仿真并分析了:风电场接入交直流混联系统时对交流系统强度的要求、风速突变时所需的火电容量及交流系统与直流系统分别发生短路故障时风电场与交直流系统间的相互影响。仿真结果表明,含大规模直驱风电场的交直流混联系统需要有足够强的交流系统及