双馈变速风电机组的仿真资料详细说明

　　双馈变速风电机组采用双脉宽调制（PWM）变流器实现电磁与机械的解耦控制，这也使得双馈变速风电机组对系统频率变化的响应降低。文中以双馈变速风电机组模型为基础，根据双馈变速风电机组控制特点和控制过程，在电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory中增加了频率控制环节，在系统频率变化时，双馈变速风电机组通过释放或者吸收转子中的一部分动能，相应增加或者减少有功出力，实现了风电机组的频率控制。仿真结果证明了频率控制环节的有效性和实用性，并证明了通过增加附加频率控制环节，风电场能够在一定程度上参与系统频率调整。

　　目前，国内外关于风电机组仿真系统的研究还不多，基本处于初级阶段，但是，关于火电机组仿真系统、水电机组仿真系统以及变电站仿真系统的研究已经很多，并且很多研究成果已经应用到了实际的培训之中。根据这些已有的成果可知，仿真系统的建立必须满足两个条件：具有功能强大的仿真支撑平台，利用仿真支撑平台能够方便实现对仿真对象的在线建模、修改以及调试等操作; 具有能够反映仿真对象实际运行情况的仿真模型，在这两方面，国内外均已经取得一些研究成果。仿真支撑平台是一个软件工具的集合，主要包括模型的设计、编制及检验， 模型输入、输出数据的处理等功能。国内外很多公司开发了专门的具有自主知识产权的仿真软件，比较著名的有：美国ABB公司研发的CETRAN仿真软件，为建模人员提供了一个完全交互的在线模型开发环境，加拿大CAE电子公司开发的ROSE软件，该软件是一面向对象的图形化的开发环境，利用该软件用户可完成从模型开发到运行的全过程;保定华仿科技有限公司自主研STAR-90系统，该系统功能强大，基于模块化结构，支持建模人员以在线交互的方式建立仿真模型;深圳市本鲁克斯仿真控制有限公司开发的面向对象的、一体化的PROSIMS软件，该软件也能为用户提供在线交互式的模型开发环境。我国其他-些学者对利用通用仿真软件建立仿真系统也做了一些有益的探索，文献提 出利用通用仿真软件Matlab和LabVIEW联合建立风电场仿真系统，并取得了一些积极成果。

　　国内外已对变速恒频双馈风力发电机组进行了广泛的研究，并取得了很多研究成果。文献对变速恒频双馈风力发电机组的工作原理及结构进行了分析，建立了双馈异步电机、变频器等的数学模型，并利用仿真软件进行了仿真，实现了双馈风力发电机组的变速恒频运行;文献深入研究了双馈风力发电机组的功率控制策略，分别将矢量定向控制、直接转矩控制和直接功率控制等控制技术应用于风力发电机组的控制中，并比较了各种控制规律的优缺点;文献确定了双馈风力发电机组的有功和无功功率极限，研究了风电机组的有功和无功的调控方式，分析了风力发电机组并网对电网造成的影响;

　　文献介绍了风力发电机组常用变桨系统的种类、结构以及工作原理，分别对电动变桨系统和液压变桨系统进行了建模;文献研究了 双馈风力发电机组在变速和变桨过程中产生的动力学问题，提出柔性控制的概念，改进了变速和变桨的控制策略，减小了风力发电机组传动系统以及塔架的振动;文献从空气动力学、结构动力学等方面入手，对风力发电机组叶片、塔架、传动系统等的载荷进行了分析，为风力发电机组整体结构的设计提出了建议，并利用Matlab和ADAMS仿真软件联合建立了风力发电机组的多体结构动力学模型，通过仿真进行了验证。文献利用基于统一建 模语言Modelica 的Dymola软件在统一仿真环境下采用面向物理对象的方法建立风力发电机组的仿真模型，对改进风力发电机组的建模方法进行了有益的尝试。。 通过上述文献可见，国内外对仿真支撑平台的建立方法和双馈风力发电机组的建模进行了很多研究。而如何建立适合风电机组仿真的支撑平台以及如何建立更加完善的风力发电机组仿真模型，将是以后的研究重点，本文正是在此基础_上展开研究的。