双馈变速风电机组由双馈感应发电机、机械传动系统和变流器等组成，如图1-3所示。双馈变速风电机组通过双馈感应发电机把机械能转换成电能，并通过发电机和变流器控制实现可靠并网。文献[29]计及定子电压、电流过渡过程建立了双馈变速风电机组模型，提出了分别基于定子磁链定向和电网电压定向两种改进的矢量控制方案，为在电网电压骤降的情况下进行有效控制奠定了基础。......
2023-06-28
并网风电机组的机网小信号模型优化为：并网风电机组机网小信号模型
【摘要】：例如，在第1章中已经指出，风电机组的空气动力学研究已经对机械振荡给予了关注并设计了振荡阻尼，但是实际风电场机械振荡并不能完全避免，这是由于电网的小扰动所致。因此建立并网型风电机组的机网统一数学模型研究上述小干扰问题具有理论和实践的双重意义。上述发电机与系统的连接部分经坐标变换后，建立的风电机组小信号模型实现了与电网的连接。本章所建立的风电机组单机-无穷大系统的小信号模型的种类和内容如表2.1所示。
通常情况下，电力系统在运行过程中会经常受到各类小扰动，包括负荷的波动以及发电机组调节等影响，如果在这些随机扰动下电力系统产生的振荡能够被抑制，则认为系统是小干扰稳定的；而如果产生等幅振荡甚至发散，则认为系统是小干扰不稳定的。由于电力系统一直处于各类小扰动的环境，保证系统小干扰稳定是实现电力系统的安全稳定运行的前提。
一般情况下，由于小扰动不改变系统的结构，系统运行状态只在初始运行点附近进行小幅振荡，故分析小干扰稳定问题时，一般将非线性系统模型在系统的运行点上进行线性化，得到系统的线性模型，通过求解分析该线性模型的特征值和特征向量得到与小扰动振荡阻尼特性的相关信息，判断原非线性系统在小干扰下的稳定性。风电机组在实际运行期间也会一直受到各类小扰动，这些小扰动可能来自动力源（随时变化着的风），也可能来自与之连接的电网（例如接入点电压的波动）。这些扰动给运行所带来的困扰是，它们引发的振荡可能与风电机组的电气系统相关，也可能与风电机组机械系统相关，还有可能与风电机组控制系统相关；这些振荡可能会逐渐减弱直至消失，但是也可能不会减弱甚至发散。例如，在第1章中已经指出，风电机组的空气动力学研究已经对机械振荡给予了关注并设计了振荡阻尼，但是实际风电场机械振荡并不能完全避免，这是由于电网的小扰动所致。因此建立并网型风电机组的机网统一数学模型研究上述小干扰问题具有理论和实践的双重意义。
风电机组与电网连接的系统可以完整地用状态方程描述，并采用小信号方法分析。本章首先对当前主流的双馈风电机组和永磁直驱风电机组分别建立了小信号模型，双馈风电机组小信号模型包括机械系统模型、感应电机模型、双馈逆变器的控制系统模型。永磁直驱风电机组的模型中，电机模型采用的是同步电机模型，其全功率变流器的控制模型则选用了三种方式，即不控整流升压型全功率变流器控制模型、AC/DC/AC（也称为“背靠背”型）全功率变流器P-Q解耦控制模型和直接转矩控制模型。上述发电机与系统的连接部分经坐标变换后，建立的风电机组小信号模型实现了与电网的连接。本章所建立的风电机组单机-无穷大系统的小信号模型的种类和内容如表2.1所示。
需要说明的是，本书为了叙述的统一和简洁，对于所研究风电机组的容量都选取了同样容量的电机。提出的是具有一般性的小信号分析方法，所列写的方程具有通用性，对实际的风电机组进行小信号分析时，只需将机组容量和机械系统参数进行调整即可采用本书所给出的所有方程进行分析计算。
本章所有给出的方程均已标幺化。
表2.1 风电机组小信号模型的种类和内容
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2023-06-28
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