基于DIgSILENT软件的双馈风电场等值建模研究

作     者：于泽洋 

作者单位：大连海事大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱景伟;王心红

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：双馈风电场 等值建模 Crowbar状态 DIgSILENT仿真 

摘      要：随着风电等可再生能源事业的发展,风电在电网中所占的比例越来越高。但风能存在的间歇性和不确定性等问题,也使得高渗透率的入网风电对电网带来的冲击越来越大。目前大型风电场的机组数量较多,且多以双馈风力发电机组为主。一般双馈风力发电场的详细模型规模庞大,且故障特性复杂,造成其仿真效率较低。因此对双馈风电场进行化简分群、等值建模,对研究大型风电场与电网之间的相互作用至关重要。本文首先基于双馈风力发电机组的基本结构,研究了风速模型、风力机模型、发电机模型、变流器模型以及转子侧和网侧变流器的控制策略。通过DIgSILENT软件中与之对应的各功能模块,搭建单台双馈风力发电机组模型,仿真研究其在正常工况和故障工况下的外特性。并根据双馈风力发电机的电压方程和磁链方程,结合转子侧变流器的控制,研究单台双馈风电机组的故障暂态特性,提出基于撬棒(Crowbar)动作状态的分群方法,并给出了基于风电机组端电压、风速和初始运行状态的Crowbar保护电路临界动作判据。针对双馈风电场同群机组的参数等值方法,基于容量加权思维提出了机组参数等值和集电系统参数等值的方法,并根据该方法在DIgSILENT仿真软件中分别搭建了双馈风电场的一般详细模型和与之对应分群后的等值模型,通过对此二种模型误差、计算等值精度,以及对比二者的相关参数波形,验证了本文所提出的基于Crowbar撬棒保护电路动作状态对双馈风电场进行分群并等值建模方法的有效性。