不同风力机风速突变对其并网系统影响分析

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1、第35卷第3期四川电力技术Vo1．35，No．32012年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．，2012不同风力机风速突变对其并网系统影响分析罗庆，晁勤，袁铁江，罗建春(新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830049)摘要：在风速突变条件下，对异步式、双馈异步式、直驱式风机接入电网时电压和风能利用率进行了研究，通过对动态模拟仿真结果对比分析可知，在风速突变时，其中直驱式和双馈式风机对并网系统电压影响较小，且风能利用率较高，而异步风机对系统电压影响较大。关键词：风机模型；突变风速；

2、风能利用率；动态仿真；电网稳定Abstract：Undertheabruptchangofwindvelocity，thevoltageandthewindpowerutilizationratewhentheasynchronouswindturbine，doubly—fedinductionwindturbine，direct—drivenwindturbineareconnectedtothepowergridarestudied．Throughthecomparisonandanalysisofdynami

3、csimulationresults，itshowsthatintheabruptchangeofwindvelocity，thedi—rect—drivenanddoubly—fedinductionwindturbineshavelessinfluencesonthevoltageofgrid—connectedsystem，andthewindpowerutilizationrateishigher，whiletheasynchronouswindturbinehasmoreinfluenceonsystem

4、voltage．Keywords：windturbinemodel；abruptchangeofwindvelocity；windenergeyutilizationrate；dynamicsimulation；powergirdstability中图分类号：TM712文献标志码：A文章编号：1003—6954(2012)03—0008—03下，直驱风电机组对电网影响最小，其风能利用率也0引言是最高的。目前，越来越多的国家已经把能源作为一个国1风速模型与风能转换模型家的重要战略。其中，中国是世界风电机组装机容量最大

5、的国家之一，各地区风电场装机容量日渐增1．1风速模型大。风速的不可预测性和间断性，导致其有功出力风速一般分为基本风、阵风、渐变风和随机风。随机变化，严重影响电网安全稳定。对于大规模风这里采用阵风模型，如图l所示。电场，当风速突变时，将对并网系统的安全稳定造成较大冲击和影响，威胁其他挂网机组的正常运行，严重时使系统瓦解。目前，风速突变时对接入电网相关影响的研究霎i不多，文献[1]中主要分析了在风速突变时风电场对电网电压的影响；文献[2]提出了采用小干扰稳定分析的风力发电机组的数学模型，并对风电场和电网之间相互影响进行

6、分析；文献[3]研究实际风电功率波动的时空分布特性及其内在趋势性特征，r，t

7、017)2·8·第35卷第3期四川电力技术Vo1．35。No．32012年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．．2012式中，为阵风最大值。基于上述3种风电机组模型分别搭建了同种机1．2风能转换模型型等值风电场接入同一电网的仿真系统，其系统基风的动能与风速平方成正比。风力发电是基于风本结构如图5所示。轮在流动的空气中，获得阻碍流动空气流速的部分动能。风轮从风中吸收的功率可以用式(2)、式(3)表示。露风遣P=1LAp'y3(2)pA=仃R。(3)图4直驱式永磁风力发电机接入电网拓

8、扑结构式中，P为风轮输出功率；Co为风轮的功率系数；A为风轮扫掠面积；p为空气密度；V为风速；R为风轮半径。风轮可获得的最大风效率，即贝兹极限下c。=59％[引。在风速低于额定风速时，风力机获得最佳功率图5仿真动态系统模型与转速的关系式如式(4)。仿真过程中的风速采用阵风模型，其基本风为P。。=kn(4)7m／s，风速从2s开始经过2．5s突增到17m／s，