PSCAD风机和风电场建模教程
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PSCAD电力系统仿真——从风机到风电场建模目录A部分：引言............................................................. - 2 -1.介绍............................................................... - 2 -2.PSCAD部件......................................................... - 2 -3.仿真建模结构....................................................... - 3 -4.仿真执行........................................................... - 3 - B部分：建模............................................................. - 4 -5.从风到同步发电机................................................... - 4 -5.1风源......................................................... - 5 -5.2风力发电机组件............................................... - 6 -5.3风力发电机的调速器组件....................................... - 9 -5.4同步发电机.................................................. - 12 -5.5涡轮发电机连接：在额定负载下的模拟.......................... - 15 -6.AC/DC/AC：电源和频率转换.......................................... - 17 -6.1二极管整流器................................................ - 17 -6.2过电压保护.................................................. - 19 -6.3 DC母线..................................................... - 20 -6.4 6-脉冲晶闸管逆变器.......................................... - 23 -6.5与电网的连接................................................ - 29 -7.配电网............................................................ - 31 -7.1定义网络.................................................... - 31 -7.2潮流仿真.................................................... - 34 - C部分：仿真............................................................ - 36 -8. 恒风速研究....................................................... - 36 -8.1架构完整模型................................................ - 36 -8.2恒风研究.................................................... - 37 -9.故障分析.......................................................... - 38 -9.1默认在节点3 ................................................. - 38 -9.2默认在节点2 ................................................. - 41 -9.3结论........................................................ - 43 -10.变风速研究....................................................... - 44 -10.1动态变桨控制............................................... - 44 -10.2被动变桨控制仿真........................................... - 47 -10.3比较被动和动态的桨距控制................................... - 48 -11.风电场........................................................... - 50 -11.1从一个单一风力发电机到风电场............................... - 50 -11.2 PWM调节驱动器............................................. - 53 - D部分：附录............................................................ - 64 -12. 参考文献........................................................ - 64 -A部分：引言1.介绍近年来，风力发电已引起特别的兴趣，许多风力发电站在世界各地的服务。
基于PSCADEMTDC的直驱式风力发电接入系统建模与仿真
太阳能学报３ｌ卷３低风速下最大功率追踪算法的实现由于风速测量的不可靠性，所以最大功率追踪不能以直接控制风力机转速来使之达到当前风速下的最佳值为目的［１６’１７｜。
本文采用以控制风电机组输出的有功功率为目的，通过风力机转速的测量值计算得到该时刻下应获得的最大功率，并将其设为换流器的有功参考值。
当机械功率与该电磁功率设定值不相等时，会导致机械转矩和电磁转矩的不平衡，从而引起风力机加速或减速，并间接实现最佳转速的控制和最大功率的追踪。
由风能捕获系数ｃ。
的计算式可知，只要保持转速满足最佳叶尖速比Ａ＝Ａ。
，即可获得最大功率。
由于此时：ｎＶｗ：掣（１３）＾Ⅲ将式（１３）代入式（１），且这时的Ｃ。
＝ｃ。
ｍｅｒｅ，故风力机获得的最大功率可表示为：ｎ５户≯＝ｏ．５ｐＴｔ了／１［ｒｃ≯∞：＝Ｋ·山３。
（１４）Ａｏｐｔ由此可以通过查表法，再扣除相应的损耗Ｐ０，即可获得有功功率指令值Ｐ耐＝Ｐ＝疆一Ｐ０。
４高风速下桨距角控制器的设计桨距角控制器用来在风速高于额定值的情况下，通过增大风力机桨距角卢，进而减小风能捕获系数，从而保证风力机输出功率稳定在额定值附近，以防止机组过载。
但随着风力发电机组容量的增大，大型风力发电机组的单个叶片已重达数吨，采用机械装置操作如此巨大的惯性体，其动作时间常数不可能很小ｕ８｜，因此在高频的风速变化下，变距控制必须与通过功率控制间接实现的转速控制相配合，才能实现风力机高风速下的正常运行。
设计的桨距角控制器如图７，为了更好地反映实际机械系统的响应情况，桨距角ｐ的变化率被限制在１００，ｓ以内，且变化范围为００～２５。
，采用转速额图７桨距角控制器模型Ｆｉｇ．７Ｐｉｔｃｈｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｍｏｄｅｌ定值同测量值误差∞一一叫一的比例积分，同时引入了有功额定值同测量值之间差值Ｐ一一Ｐ一的微分环节，改善了控制器的响应特性。
５仿真结果及分析ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ仿真程序自带的风力原动机，桨距角控制器模型并不能用于直驱式风力发电机组的建模与仿真，为此本文采用其用户自定义功斛侉１，建立风电机组和桨距角控制器模块，并搭建背靠背ＶＳＣ换流器模型。
PSCAD风机和风电场建模教程
PSCAD风机和风电场建模教程PSCAD是一种用于电力系统仿真的软件工具，它可以帮助工程师模拟和分析各种电力系统的行为。
在风能领域中，PSCAD也被广泛应用于风机和风电场的建模和仿真。
本文将介绍PSCAD中风机和风电场建模的基本步骤和一些建模技巧。
首先，为了建模风机和风电场，我们需要了解风机和风电场的基本原理。
风机是将风能转化为电能的设备，它由风机转子、风机塔和风机控制系统组成。
风电场是由多个风机组成的集合体，在网络中并联运行。
在PSCAD中建模风机，可以将其分为机械部分和电气部分。
机械部分包括风机转子的旋转和机械件的运动，可以使用旋转机械件模块实现。
电气部分包括风机的电气特性和控制系统，可以使用电气元件和控制系统元件进行建模。
在建模风机转子时，可以使用旋转机械件模块，选择合适的转子类型和参数。
通常，风机转子是根据风速来调整转速和转矩的，可以使用转速和转矩曲线来描述。
在PSCAD中可以使用旋转机械件模块中的曲线调节器来实现这一功能。
在建模风电场时，可以将多个风机并联连接在一起。
在PSCAD中，可以使用并联连接模块将多个风机连接到电网中。
并联连接模块可以根据需要设置风机的数量和参数，以及风机与电网的连接方式和参数。
在建模风电场时，还需要考虑到风机之间的互相影响，例如，当一个风机失效时，其他风机应该能够承担相应的负荷。
在风电场建模中，还需要考虑风电场的调度和控制。
例如，根据电网的需求和风机的性能，可以设置不同的运行模式和控制策略。
在PSCAD中可以使用控制系统模块来建模风电场的控制系统，通过调整控制策略和参数，实现风电场的优化运行。
在建模风机和风电场时，还需要考虑到风速的变化和风机的响应时间。
例如，当风速突然改变时，风机需要一定的响应时间来调整转速和转矩。
在PSCAD中可以使用时间域仿真来模拟风速的变化和风机的响应，通过调整仿真时间步长和模型精度，得到准确的仿真结果。
总之，PSCAD是一种强大的工具，可以帮助工程师建模和仿真风机和风电场。
基于pscad的双馈风力发电系统的建模与仿真
风力发电机组监测与控制课程设计说明书基于PSCAD 的双馈风力发电系统的建模与仿真专业 新能源科学与工程学生姓名 李坤班级能源111学号20指导教师张兰红完成日期2015年1 月10 日摘要电力是国家的支柱能源和工业经济命脉，经济的飞速发展而导致用电量的急剧增加和国内各大型电厂的建设投产将出现大规模的联合供电系统，这样的供电系统的建立将带来巨大的经济和社会效益，但是，如何保证系统安全、稳定、经济的运行以及保障供电质量是摆在电力科技人员面前的一个重大而迫切的问题。
本论文首先介绍了STATCOM具体的工作原理，对STATCOM的电路结构及其无功补偿的原理进行了分析。
然后，通过数学推导建立了STATCOM在abc坐标系以及dq0坐标系下的数学模型，并叙述了本文所采用的常规矢量控制策略的具体控制方法。
分析了双馈型风电场接入输电系统后的暂态特性以及对电力系统暂态稳定性的影响。
基于PSCAD仿真平台建立了风力机模型和双馈型发电机组的动态数学模型，在换流器建模方面，转子侧换流器的矢量控制实现了有功功率和无功功率的解耦控制，网络侧换流器的矢量控制实现了直流母线电压保持恒定以及调节输入系统的无功功率。
关键词:风电场；双馈型发电机；暂态稳定；目录1 引言电力是国家的支柱能源和工业经济命脉，经济的飞速发展而导致用电量的急剧增加和国内各大型电厂的建设投产将出现大规模的联合供电系统，这样的供电系统的建立将带来巨大的经济和社会效益，但是，如何保证系统安全、稳定、经济的运行以及保障供电质量是摆在电力科技人员面前的一个重大而迫切的问题。
由于配电网结构、运行变化等原因，我国配电网损耗、电压合格率等技术指标与发达国家相比有很大差距，由于电压不合格等原因造成用户电器烧毁的现象仍然存在，而网损过高使得生产的宝贵电能白白浪费，而且影响电力企业的经济效益。
在人们日常生活以及工业生产中，感性负载所占据的比例增大，无功功率问题逐渐成为电力系统和电力用户都十分关注的问题，也是近年来各方面关注的热点之一，功率因数也是衡量电能质量三大指标之一，功率因数也是衡量电能质量三大指标之一。
双馈风电机组的基本原理及PSCAD建模
制作为转子侧换流器控制，
同步旋转坐标系d轴与DFIG
定子磁链矢量Ψs重合。
ur ir Pe / Qs
图10 定子磁链定向的矢量控制
定子磁链定向: ψsd Lsisd Lmird s
ψsq Lsisq Lmirq 0
us =j e s =usq
PQ解耦控制:
ps
3ωe Lm 2Ls
sirq
注：图7来源于朱晓荣老师授课PPT
19
p 风力机协调控制策略1
• 通过转速的PI控制器进行最大功率跟踪控制，通过功率的PI控制 器调节风力机桨距角限制捕获的机械功率。
风机向电网送 出的总功率
转速参考值
• 最大功率跟踪控制器：
转矩参考值
Pe
r*
Te*
• 桨距角控制器： Pe Pe _ max，桨距角为0°，
定子、转子电流频率的关系：
pnr f 2 f 1 60
p-极对数
f1-定子电流频率
nr -发电机转速 f2 -转子电流频率
图2 DFIG变速恒频运行原理框图
• 定子电流频率f1由电网决定， 当发电机转速nr发生变化时，
可调节转子电流频率f2，实现变 速恒频运行。
13
p 双馈风机功率关系
图3 DFIG有功功率关系图
Qs* Pe Pe_max
并网控制器 Qg*
图6 双馈风机控制策略汇总
p 风力机的功率跟踪曲线
Pm
2
Rt2v3C
p
=0.5C
p
（
Rt
）3
Rt2
3 t
Popt
=0.5Cpmax
Rt opt
3
πRt2t3 =koptt3
基于PSCAD的并网型风机建模及仿真
基于PSCAD的并网型风机建模及仿真
院海;晁勤;吐尔逊
【期刊名称】《可再生能源》
【年(卷),期】2008(026)002
【摘要】建立了包含风速模型、风力机模型、发电机模型和控制系统模型的风力发电机组的整体动态数学模型;应用PSCAD软件,以建立的数学模型为基础搭建了变速恒频风电机组仿真算例;并以短路故障和渐变风干扰为例,对由一台单机容量为2 MW变速恒频风电机组并网后的运行特性进行了仿真研究.仿真结果表明了变速恒频风电机组良好的运行特性及影响该机型风机稳定的因素.
【总页数】5页(P15-19)
【作者】院海;晁勤;吐尔逊
【作者单位】新疆大学,电气工程学院,新疆,乌鲁木齐,830008;新疆大学,电气工程学院,新疆,乌鲁木齐,830008;新疆大学,电气工程学院,新疆,乌鲁木齐,830008
【正文语种】中文
【中图分类】TM614;TM743
【相关文献】
1.基于PSCAD/EMTDC的三相光伏并网系统的建模与仿真 [J], 杨秀;杨菲;宗翔;王瑞霄
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3.基于PSCAD的微电网并网控制建模与仿真研究 [J], 潘庭海;赵军
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洪星;姜奇;姜威达
5.基于PSCAD_EMTDC的大型并网风电场建模与仿真 [J], 李环平;杨金明
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PSCAD概述及使用方法
PSCAD概述及使用方法1.组件库：PSCAD提供了一个丰富的组件库，包括不同类型的发电机、变压器、电压源、电流源、开关等。
用户可以从库中选择适当的组件，并将其拖放到工作区中。
2.连接和布线：用户可以使用鼠标在工作区中连接组件，以模拟电力系统中各设备之间的连接和信号传递。
此外，用户还可以通过添加导线、绘制线缆等方式进行布线。
3.参数配置：PSCAD允许用户自定义组件和线路的参数。
用户可以通过双击组件来打开属性窗口，并在窗口中输入参数值。
这些参数值将影响组件的行为和模拟结果。
4.仿真控制：PSCAD提供了灵活的仿真控制功能，使用户可以控制仿真的运行方式和结果。
用户可以设置仿真时间、仿真步长和仿真方法等参数。
同时，PSCAD还提供了图形化的仿真结果显示，用户可以实时观察电力系统的变化情况。
5.数据分析：PSCAD允许用户对仿真结果进行数据分析。
用户可以使用各种图表和曲线来显示电力系统中不同参数的变化趋势。
此外，PSCAD还提供了各类工具和函数，用于计算电力系统中的电压、电流、功率等参数。
1.创建新项目：打开PSCAD软件后，点击“文件”-“新建项目”来创建新的项目。
选择项目的存储路径，并为项目命名。
2.添加组件：在左侧组件库中选择需要的组件，将其拖放到工作区中。
可以通过框快速定位所需组件。
3.连接组件：使用鼠标在工作区中连接各组件。
将鼠标移动到一个组件的端口上，并拖动到另一个组件的端口上，即可建立连接。
4.配置参数：双击组件，打开属性窗口，输入组件的参数值。
参数值将影响组件的行为和仿真结果。
5.仿真设置：点击“仿真”-“设置”来配置仿真参数。
可以设置仿真时间、仿真步长、仿真方式等。
6.运行仿真：点击“仿真”-“运行”开始进行仿真。
可以实时观察仿真结果，并通过图表和曲线进行数据分析。
7.保存和导出结果：在仿真过程中，可以随时保存项目，并导出仿真结果。
点击“文件”-“导出结果”选择导出格式，将仿真结果保存到指定位置。
利用CAD进行风电场设计和布局
利用CAD进行风电场设计和布局摘要：本文旨在介绍利用计算机辅助设计（CAD）软件进行风电场设计和布局的方法和技巧。
首先，简要介绍了风电场的概念和重要性。
然后，详细讨论了利用CAD软件进行风电场设计和布局的步骤和要点。
最后，总结了利用CAD软件进行风电场设计和布局的优势和挑战，并提出未来的发展方向和建议。
1. 引言风能作为一种清洁、可持续的能源，受到了越来越多国家和地区的关注和重视。
风电场作为风能利用的重要方式，其设计和布局对于风能的有效开发和利用至关重要。
利用CAD软件进行风电场设计和布局可以提高效率、减少错误，并且具有灵活性和可扩展性，因此成为了目前主流的风电场设计和布局方法。
2. 风电场设计和布局的基本原则在进行风电场设计和布局前，需要明确一些基本的设计原则。
首先，根据地理和气候条件，选择合适的场址和风机类型。
其次，根据风机的额定容量和电网接入能力，确定风电场的规模。
最后，考虑到风机之间的间距、地形地貌等因素，确定合理的风机布局。
3. 使用CAD进行风电场设计和布局的步骤使用CAD进行风电场设计和布局主要包括以下几个步骤：3.1 数据采集与导入首先，需要收集相关的地理数据，例如场址的地形地貌、气象数据等。
然后，将这些数据导入CAD软件中，以便后续的设计和布局分析。
3.2 场址选择与布局分析根据收集到的地理数据和设计原则，使用CAD软件进行场址选择和布局分析。
通过分析不同场址的地形地貌、风资源等情况，选择最合适的场址并确定初步的风机布局方案。
3.3 风机布局优化基于初步的风机布局方案，利用CAD软件进行布局优化。
通过调整风机之间的间距、排列方式等参数，优化风机布局，以提高风能利用效率和风电场的整体经济性。
3.4 设计验证与优化完成风机布局后，使用CAD软件进行设计验证和优化。
通过模拟不同风速、风向等条件下的风机性能，验证布局方案的可行性，并进行必要的优化调整。
3.5 输出设计结果设计验证和优化完成后，使用CAD软件输出最终的设计报告和布局结果。
pscad案例讲解
pscad案例讲解PScad是一款用于电力系统仿真的软件工具，它可以帮助工程师模拟和分析各种电力系统的行为。
下面将列举10个具体案例，以pscad为工具，讲解其应用和实际效果。
1. 变压器仿真案例：使用PScad可以对变压器进行建模和仿真，分析其在不同负载条件下的电压和电流变化情况，以及其对电力系统的影响。
2. 电力电子器件仿真案例：通过PScad可以模拟和分析各种电力电子器件，如整流器、逆变器、交流调压器等的电压、电流和功率波形，以及其在不同工况下的性能表现。
3. 风力发电系统仿真案例：利用PScad可以对风力发电系统进行建模和仿真，分析其在不同风速和负载条件下的输出功率、电压和电流变化情况，以及其对电网的影响。
4. 太阳能光伏系统仿真案例：使用PScad可以模拟和分析太阳能光伏系统的性能，包括光伏阵列的输出功率、电压和电流波形，以及其在不同光照条件下的运行情况。
5. 电动汽车充电系统仿真案例：借助PScad可以对电动汽车充电系统进行建模和仿真，分析其在不同充电功率和充电时间下的电压、电流和充电效率等参数的变化情况。
6. 输电线路仿真案例：利用PScad可以模拟和分析不同类型的输电线路的功率损耗、电压降和电流波形等参数，以及其对电力系统稳定性和效率的影响。
7. 发电机组仿真案例：使用PScad可以对发电机组进行建模和仿真，分析其在不同负载和运行条件下的电压、电流和功率波形，以及其对电力系统的稳定性和可靠性的影响。
8. 电力系统稳定性仿真案例：借助PScad可以模拟和分析电力系统的稳定性，包括短路故障、过电压、过电流等情况下系统的动态响应和稳定性评估。
9. 动态重构系统仿真案例：通过PScad可以模拟和分析动态重构系统的性能，包括重构过程中的电压、电流和功率波形，以及系统在不同故障条件下的恢复能力。
10. 线路参数优化仿真案例：利用PScad可以进行线路参数的优化研究，通过模拟和分析不同参数配置下的电压、电流和功率波形，以及系统稳定性和效率的变化情况，从而指导实际线路的设计和运行。
PSCAD风机和风电场建模教程
PSCAD电力系统仿真——从风机到风电场建模目录A部分：引言............................................................. - 2 -1.介绍............................................................... - 2 -2.PSCAD部件......................................................... - 2 -3.仿真建模结构....................................................... - 3 -4.仿真执行........................................................... - 3 - B部分：建模............................................................. - 4 -5.从风到同步发电机................................................... - 4 -5.1风源......................................................... - 5 -5.2风力发电机组件............................................... - 6 -5.3风力发电机的调速器组件....................................... - 9 -5.4同步发电机.................................................. - 12 -5.5涡轮发电机连接：在额定负载下的模拟.......................... - 15 -6.AC/DC/AC：电源和频率转换.......................................... - 17 -6.1二极管整流器................................................ - 17 -6.2过电压保护.................................................. - 19 -6.3 DC母线..................................................... - 20 -6.4 6-脉冲晶闸管逆变器.......................................... - 23 -6.5与电网的连接................................................ - 29 -7.配电网............................................................ - 31 -7.1定义网络.................................................... - 31 -7.2潮流仿真.................................................... - 34 - C部分：仿真............................................................ - 36 -8. 恒风速研究....................................................... - 36 -8.1架构完整模型................................................ - 36 -8.2恒风研究.................................................... - 37 -9.故障分析.......................................................... - 38 -9.1默认在节点3 ................................................. - 38 -9.2默认在节点2 ................................................. - 41 -9.3结论........................................................ - 43 -10.变风速研究....................................................... - 44 -10.1动态变桨控制............................................... - 44 -10.2被动变桨控制仿真........................................... - 47 -10.3比较被动和动态的桨距控制................................... - 48 -11.风电场........................................................... - 50 -11.1从一个单一风力发电机到风电场............................... - 50 -11.2 PWM调节驱动器............................................. - 53 - D部分：附录............................................................ - 64 -12. 参考文献........................................................ - 64 -A部分：引言1.介绍近年来，风力发电已引起特别的兴趣，许多风力发电站在世界各地的服务。
基于PSCAD的双馈风电机组建模与仿真
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基于 Ｐ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ 的双 馈 风 电机 组 建 模 与仿 真
董剑峰 ，许志红
（ 福 州大学 电气工程与 自动化 学院，福建 福 州 ３ ５ （ ） １ １ ６ ）
摘要 ：双馈 感应风 电机 组仿 真建模研 究的文献很 多，但 鲜有描 述双馈 风 电机 组详细 建模 过程 的。为此 ，介 绍在
Ａｉ ｄ ｅ ｄ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ／Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ＤＣ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ． Ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ，ｉ ｔ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ —
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PSCAD风机和风电场建模教程
PSCAD电力系统仿真——从风机到风电场建模目录A局部：引言 ...............................................................................................................................- 2 -1.介绍....................................................................................................................................- 2 -2.PSCAD部件........................................................................................................................- 2 -3.仿真建模构造....................................................................................................................- 3 -4.仿真执行............................................................................................................................- 3 - B局部：建模 ...............................................................................................................................- 4 -5.从风到同步发电机............................................................................................................- 4 -5.1风源.........................................................................................................................- 5 -5.2风力发电机组件.....................................................................................................- 6 -5.3风力发电机的调速器组件.....................................................................................- 9 -5.4同步发电机.......................................................................................................... - 13 -5.5涡轮发电机连接：在额定负载下的模拟.......................................................... - 16 -6.AC/DC/AC：电源和频率转换 ........................................................................................ - 18 -6.1二极管整流器...................................................................................................... - 19 -6.2过电压保护...........................................................................................................- 20 -6.3 DC母线 ................................................................................................................ - 21 -6.4 6-脉冲晶闸管逆变器........................................................................................... - 25 -6.5与电网的连接...................................................................................................... - 30 -7.配电网............................................................................................................................. - 32 -7.1定义网络.............................................................................................................. - 32 -7.2潮流仿真.............................................................................................................. - 35 - C局部：仿真 ............................................................................................................................. - 37 -8. 恒风速研究.................................................................................................................... - 37 -8.1架构完整模型....................................................................................................... - 37 -8.2恒风研究.............................................................................................................. - 38 -9.故障分析......................................................................................................................... - 39 -9.1默认在节点3 ....................................................................................................... - 40 -9.2默认在节点2 ....................................................................................................... - 42 -9.3结论...................................................................................................................... - 44 -10.变风速研究................................................................................................................... - 45 -10.1动态变桨控制.................................................................................................... - 45 -10.2被动变桨控制仿真............................................................................................ - 48 -10.3比拟被动和动态的桨距控制............................................................................ - 49 -11.风电场............................................................................................................................- 51 -11.1从一个单一风力发电机到风电场.....................................................................- 51 -11.2 PWM调节驱动器.............................................................................................. - 54 - D局部：附录 ............................................................................................................................ - 65 -12. 参考文献..................................................................................................................... - 65 -A局部：引言1.介绍近年来，风力发电已引起特别的兴趣，许多风力发电站在世界各地的效劳。
基于PSCAD的并网型风机建模及仿真
基于PSCAD的并网型风机建模及仿真作者：院海， 晁勤， 吐尔逊， YUAN Hai， CHAO Qin， TU Er-xun作者单位：新疆大学,电气工程学院,新疆,乌鲁木齐,830008刊名：可再生能源英文刊名：RENEWABLE ENERGY RESOURCES年，卷(期)：2008,26(2)被引用次数：1次参考文献(11条)1.汤宏;吴俊玲;周双喜包含风电场电力系统的小干扰稳定分析建模和仿真[期刊论文]-电网技术 2004(01)2.TAMURA J;UENO M Transient stability simulation of power system including wind generator byPSCAD/EMTDC 20013.SENJYU T;SUEYOSHI N Stability analysis of wind power generating system 20024.迟永宁;王伟胜;刘燕华大型风电场对电力系统暂态稳定性的影响[期刊论文]-电力系统自动化 2006(11)5.SAI MANK;ANITAI J Windmill modeling consideration and factors influencing the stability of a grid-connected wind power-based embedded generator[外文期刊] 2003(02)6.王锋;姜建国;颜天佑基于Matlab的异步电动机建模方法的研究[期刊论文]-系统仿真学报 2006(07)7.吴学光;张学成;印永华异步风力发电系统动态稳定性分析的数学模型及其应用[期刊论文]-电网技术 1998(6)8.郑康;潘再平变速恒频风力发电系统中的风力机模拟[期刊论文]-机电工程 2003(06)9.李晶;宋家骅;王伟胜大型变速恒频风力发电机组建模与仿真[期刊论文]-中国电机工程学报 2004(06)10.雷亚洲;GORDONLIGHTBODY国外风力发电导则及动态模型简介[期刊论文]-电网技术 2005(12)11.李晶;王伟胜;宋家骅变速恒频风力发电机组建模与仿真[期刊论文]-电网技术 2003(09)引证文献(1条)1.潘庭龙.纪志成基于PSCAD的变速恒频双馈风电系统建模与仿真[期刊论文]-控制工程 2009(6)本文链接：/Periodical_ncny200802005.aspx。
基于PSCAD的变速恒频双馈风电系统建模与仿真
( Inst itute of E lectrical A utom ation, Jiangnan U n ivers ity, W uxi 214122, Ch ina)
Abstrac t: T o estab lish an effic ient sim ulation and ana lysis p lant o f study ing som e h igh performance control strateg ies for va riab le speed constant frequency doubly fed w ind pow er generation system, a dynam ic simu lation model o f var iable speed constan t frequency double fed w ind pow er g eneration system w as established by PSCAD simu lation so ftw are T he des igned system mode l based on PSCAD over com es the weak po ints o f dynam ic perform ances of the m odel based on M a tlab The va riab le speed constan t frequency doub ly fed w ind pow er generation sy stem based on PSCA D consists of w ind turbine, doubly fed generator, pow er conver, contro lmodule Based on the designed mode,l system operating perfo rmances are stud ied under no rm al voltage, unsymm etrical and symm etrical voltage fau lt The simu la tion resu lts show the co rrectness of the estab lished system m ode l K ey word s: PSCAD; v ariab le speed constant frequency; doubly fed w ind pow er generation sy stem; dynam ic simu la tion m ode l
pscad案例讲解
pscad案例讲解PSCAD案例讲解1. 风电场并网系统仿真在该案例中，使用PSCAD对风电场并网系统进行仿真。
通过建立风电场模型和电网模型，可以模拟风电场接入电网的过程，并分析系统的稳定性、电压波动等关键指标。
2. 电动汽车充电桩建模该案例中，使用PSCAD对电动汽车充电桩进行建模和仿真。
通过模拟充电桩的工作原理和电动汽车的充电过程，可以评估充电桩的性能、功率需求等关键参数，并优化充电桩的设计。
3. 太阳能光伏发电系统仿真通过PSCAD对太阳能光伏发电系统进行仿真，可以模拟光伏阵列的工作原理、电池组的充放电过程以及逆变器的工作特性。
该仿真可以评估光伏发电系统的发电能力、电池组的容量等关键指标。
4. 电力电子变流器建模与仿真该案例中，使用PSCAD对电力电子变流器进行建模和仿真。
通过模拟变流器的工作原理和控制策略，可以评估变流器的输出性能、谐波失真程度等关键指标，并优化变流器的设计和控制算法。
5. 输电线路短路故障仿真通过PSCAD对输电线路的短路故障进行仿真，可以模拟故障发生时的电流、电压等参数变化，评估故障对系统的影响，并设计合理的保护措施。
6. 电力系统稳定性分析使用PSCAD对电力系统的稳定性进行分析，通过建立电力系统的模型，模拟系统的运行过程，评估系统的动态响应、稳定性边界等关键指标，并优化系统的控制策略。
7. 智能电网建模与仿真在该案例中，使用PSCAD对智能电网进行建模和仿真。
通过模拟智能电网中的各种组件和控制算法，可以评估智能电网的性能、可靠性等关键指标，并优化智能电网的设计和运行策略。
8. 小型水力发电站仿真通过PSCAD对小型水力发电站进行仿真，可以模拟水轮机的工作原理、发电机的输出特性以及整个发电系统的运行过程。
该仿真可以评估发电站的发电能力、水源供给等关键指标。
9. 变压器故障仿真使用PSCAD对变压器的故障进行仿真，可以模拟变压器的故障类型和故障时的电流、电压等参数变化。
基于PSCAD_EMTDC的大型并网风电场建模与仿真
第37卷第21期电力系统保护与控制Vol.37 No.21 2009年11月1日 Power System Protection and Control Nov. 1, 2009 基于PSCAD_EMTDC的大型并网风电场建模与仿真李环平，杨金明（华南理工大学电力学院，广东 广州 510640）摘要：由几百台风机驱动鼠笼电机所组成的风电场将会给电网带来电能质量的问题。
为了研究风电场对电网动态特性的影响，建立合适的风电场模型来描绘由许多单个风机组成的动态特性是一个重要课题。
给出了恒速风电机构成的风电场的不同动态模型，包括不同的等值模型和无功补偿装置的模型。
这些模型在PSCAD/EMTDC的软件中建立，并以南澳风电场接入汕头电网为实例，结合扰动和电网故障情况下的仿真研究来进行比较。
关键词: 并网风电场；动态运行；等值方法；定速异步发电机；等值模型；无功补偿Model and simulation of large grid connected wind farm based on PSCAD_EMTDCLI Huan-ping，YANG Jin-ming(Electric Power of College，South China University of Technology，Guangzhou510640，China)Abstract: The wind park that aggregates hundreds of wind-turbine driven squirrel cage induction generators will bring power quality problems to the grid. To study the impact of wind farm on the dynamics of the power system, an important issue is to develop appropriate wind farm models to represent the dynamics of many individual WTGs. This paper presents various dynamic models, including various equivalent models and models of reactive power compensation, of wind farm with fixed-speed WTGs. These models are developed and compared by simulation studies in the PSCAD/EMTDC environment under fluctuation conditions as well as grid fault conditions，which take Nan’ao wind park connected to the grid of Shantou as an example.Key words: grid connected wind farms；dynamic operation; equivalent methods；fixed speed induction generator； equivalent model；reactive power compensation中图分类号： TM614 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2009)21-0062-050 引言与日俱增的电能消耗不可避免的加剧了化石燃料储存量的减少，同时人类对“绿色能源”有着迫切的需求。
基于PSCAD的变速恒频双馈风力发电系统建模与控制研究
基于PSCAD的变速恒频双馈风力发电系统建模与控制研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展，风力发电作为清洁、可再生的能源形式，已在全球范围内得到了广泛应用。
变速恒频双馈风力发电系统作为风力发电技术的一种重要形式，其运行效率、稳定性及经济性对于风力发电的可持续发展具有重要意义。
因此，本文旨在基于PSCAD仿真平台，对变速恒频双馈风力发电系统进行建模与控制研究，以期为提高风力发电系统的运行性能提供理论支持和实践指导。
本文首先介绍了风力发电技术的发展背景及变速恒频双馈风力发电系统的基本原理，为后续研究提供了理论基础。
随后，详细阐述了基于PSCAD的变速恒频双馈风力发电系统建模过程，包括风力机模型、双馈发电机模型、控制系统模型等的建立与参数设置。
在此基础上，本文重点研究了变速恒频双馈风力发电系统的控制策略，包括最大功率点追踪控制、转子侧变换器控制、电网侧变换器控制等，并通过仿真实验验证了控制策略的有效性。
本文对变速恒频双馈风力发电系统的运行性能进行了评估，包括系统稳定性、动态响应、电能质量等方面的分析。
通过对比分析不同控制策略下的仿真结果，本文得出了最优控制策略的选择依据，为实际工程应用提供了参考。
本文的研究成果对于推动变速恒频双馈风力发电技术的发展和应用具有重要意义。
二、变速恒频双馈风力发电系统原理及特点变速恒频双馈风力发电系统是一种先进的风力发电技术，其核心原理是利用双馈感应发电机（DFIG）实现变速恒频运行。
在风力发电中，风速的随机性和不稳定性使得发电机转速不断变化，而电网的频率则要求稳定。
因此，如何实现变速恒频运行是风力发电技术的关键之一。
双馈感应发电机是一种特殊的感应电机，其定子直接与电网相连，而转子则通过变频器与电网相连。
当风速变化时，发电机的转速会相应变化，但通过调整变频器的输出电压和频率，可以保持定子侧输出的电压和频率恒定，从而实现变速恒频运行。
高效率：双馈感应发电机能够在宽风速范围内保持高效率运行，从而充分利用风能资源。
PSCAD风机和风电场建模教程
PSCAD电力系统仿真——从风机到风电场建模目录A部分：引言 ...............................................................................................................................- 2 -1.介绍....................................................................................................................................- 2 -2.PSCAD部件........................................................................................................................- 2 -3.仿真建模结构....................................................................................................................- 3 -4.仿真执行............................................................................................................................- 3 - B部分：建模 ...............................................................................................................................- 4 -5.从风到同步发电机............................................................................................................- 4 -5.1风源.........................................................................................................................- 5 -5.2风力发电机组件.....................................................................................................- 6 -5.3风力发电机的调速器组件.....................................................................................- 9 -5.4同步发电机.......................................................................................................... - 12 -5.5涡轮发电机连接：在额定负载下的模拟.......................................................... - 15 -6.AC/DC/AC：电源和频率转换 ........................................................................................ - 17 -6.1二极管整流器...................................................................................................... - 17 -6.2过电压保护.......................................................................................................... - 19 -6.3 DC母线 ................................................................................................................ - 20 -6.4 6-脉冲晶闸管逆变器........................................................................................... - 23 -6.5与电网的连接...................................................................................................... - 29 -7.配电网............................................................................................................................. - 31 -7.1定义网络.............................................................................................................. - 31 -7.2潮流仿真.............................................................................................................. - 34 - C部分：仿真 ............................................................................................................................ - 36 -8. 恒风速研究................................................................................................................... - 36 -8.1架构完整模型...................................................................................................... - 36 -8.2恒风研究.............................................................................................................. - 37 -9.故障分析......................................................................................................................... - 38 -9.1默认在节点3 ....................................................................................................... - 38 -9.2默认在节点2 ....................................................................................................... - 41 -9.3结论...................................................................................................................... - 43 -10.变风速研究................................................................................................................... - 44 -10.1动态变桨控制.................................................................................................... - 44 -10.2被动变桨控制仿真............................................................................................ - 47 -10.3比较被动和动态的桨距控制............................................................................ - 48 -11.风电场........................................................................................................................... - 50 -11.1从一个单一风力发电机到风电场.................................................................... - 50 -11.2 PWM调节驱动器.............................................................................................. - 53 - D部分：附录 ............................................................................................................................ - 64 -12. 参考文献..................................................................................................................... - 64 -A部分：引言1.介绍近年来，风力发电已引起特别的兴趣，许多风力发电站在世界各地的服务。
PSCAD中的发电机模型
1.Synchronous Machine （同步机）本组件有一选项是可以模拟Q轴的两个阻尼绕组，因此它可以作为隐极极或者凸极机使用。
其速度可以由给“W”输入一个正值直接控制，或者将机械转矩输入到“Tm” ±0使用此组件模拟同步机有许多优势。
对于一般应用，那些标注为"Advanced" 的参数可以不用修改直接采用默认值，这样做不会改变设备的特性。
本组件的这些特点主要是为了初始化仿真以及更快的达到期望的稳态。
期望的稳态由潮流可知。
在仿真中一旦达到稳态，可能就要使用故障、扰动等等来看看系统的暂态响应。
2.Squirrel Cage Induction Machine （鼠笼感应电动机）本组件可以运行于“速度控制”或“转矩控制”模式下。
在“速度控制”模式下，电动机按照输入“W”的规定速度运转。
在转矩控制模式下，速度根据设备的惯性、阻尼和输入转矩、输出转矩求得。
通常，此型电动机在启动时采用“速度控制”，输入W取值为额定标么转速（0.98）,在电动机最初的暂态结束（过渡到稳态）后釆用转矩控制。
本组件可以和a Multi-Mass Torsional Shaft Interface n组件配合使用。
3.Wound Rotor Induction Machine （绕线转子感应电动机）此感应电动机可采用“速度控制”和“转矩控制”模式运行。
通常，通常，此型电动机在启动时采用“速度控制”，输入“W”取值为额定标么转速（0.98）,在电动机最初的暂态结束（过渡到稳态）后采用转矩控制。
本组件可以和“Multi-MassTorsional Shaft Interface "组件配合使用。
4.Two Winding DC Machine （两绕组直流电机）本绕组模拟了两绕组直流电机。
如果外部接线正确的话，电枢绕组两端（right side + and・），磁场绕组两端（top + and-） o这样可以满足孤立励磁机、并联或串联电机仿真的需要。
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实用文档PSCAD电力系统仿真——从风机到风电场建模目录A部分：引言............................................................. - 2 -1.介绍............................................................... - 2 -2.PSCAD部件......................................................... - 2 -3.仿真建模结构....................................................... - 3 -4.仿真执行........................................................... - 3 - B部分：建模............................................................. - 5 -5.从风到同步发电机................................................... - 5 -5.1风源......................................................... - 6 -5.2风力发电机组件............................................... - 7 -5.3风力发电机的调速器组件...................................... - 10 -5.4同步发电机.................................................. - 14 -5.5涡轮发电机连接：在额定负载下的模拟.......................... - 17 -6.AC/DC/AC：电源和频率转换.......................................... - 19 -6.1二极管整流器................................................ - 20 -6.2过电压保护.................................................. - 21 -6.3 DC母线..................................................... - 22 -6.4 6-脉冲晶闸管逆变器.......................................... - 26 -6.5与电网的连接................................................ - 31 -7.配电网............................................................ - 33 -7.1定义网络.................................................... - 33 -7.2潮流仿真.................................................... - 36 - C部分：仿真............................................................ - 38 -8. 恒风速研究....................................................... - 38 -8.1架构完整模型................................................ - 38 -8.2恒风研究.................................................... - 39 -9.故障分析.......................................................... - 40 -9.1默认在节点3 ................................................. - 40 -9.2默认在节点2 ................................................. - 43 -9.3结论........................................................ - 45 -10.变风速研究....................................................... - 46 -10.1动态变桨控制............................................... - 46 -10.2被动变桨控制仿真........................................... - 49 -10.3比较被动和动态的桨距控制................................... - 50 -11.风电场........................................................... - 52 -11.1从一个单一风力发电机到风电场............................... - 52 -11.2 PWM调节驱动器............................................. - 55 - D部分：附录............................................................ - 66 -12. 参考文献........................................................ - 66 -A部分：引言1.介绍近年来，风力发电已引起特别的兴趣，许多风力发电站在世界各地的服务。
感应电机在风力发电站，通常用作发电机，但新的永磁发电机的发展，改进的AC-DC-AC转换和输出功率质量优势，使其他的解决方案成为可能。
最近的一个解决方案是使用具有可变速度和转换阶段，这是本技术的纸的情况下研究了一个永磁发电机。
本教程的目的是使用户熟悉PSCAD软件，通过一个完整的例子。
PSCAD中包含功能强大的工具，为风力发电机组的仿真。
B部分描述了一步一步的建设周期为一个风力发电机的整个发电。
所有组件的尺寸，并连接到彼此。
中级验证模型。
在C部分，不同功率的发电调节方式模拟和分析，对电网的故障情况进行了研究。
最后，整个风电场的模型。
2.PSCAD部件在PSCAD，完整的风力发电机周期的组成如下：风源组件：•机械发电机组，以组件“wind turbine”为代表。
•调节调速器发电的输出功率。
这项规定可以是被动的（被动变桨控制）或动态（动态俯仰控制）。
所不同的是与否叶片转围绕它们的纵向轴线。
这两种类型的调节，可以由组件“Wind turbine governor”仿真。
•其他组件均为标准的：synchronous machine同步电机, transformer变压器, rectifier 整流器, inverter逆变器, Control System控制系统, Modelling Functions (CSMF) 模拟功能,….所有这些组件将在B部分作详细介绍3.仿真建模结构B部分包括：•风力发电机组的理论研究•根据中间仿真结果对每个PSCAD组件的选型，以使其结果与理论比较，并验证模型。
本文选择定义连接到一个100对极的永磁同步发电机的风力发电机。
然后执行通过一个完整的AC / DC / AC转换器和一个升压变压器连接到电网。
这一战略的主要优点是，允许拆下风力发电机组的齿轮箱。
当然，不同的技术都可以在PSCAD中完全仿真。
o Induction generator direct connection 感应发电机直接连接o Doubly Fed Induction Generator 双馈感应发电机本模型中的一些算例可以通过要求CEDRAT或您当地的PSCAD分销商获得。
在本文档中，可以总结为如下图的整体序列：4.仿真执行在C部分，在全球的序列是通过连接的所有组件B部分的仿真结果进行了分析，如下：•电源产生一个恒定的平均风速（13米/秒）•电源与可变风速和被动变桨控制•产生的功率与变速和变桨控制动态•之间的差异变桨距控制的两种类型的•该风力发电机在网络上的分销网络在故障情况下的影响•风电场模型和影响的风力发电场的连接上传输网络B部分：建模5.从风到同步发电机在第一部分（5.1至5.5）中，将以下组分将描述和尺寸：• Wind Source component• Wind Turbine component• Wind Governor• Synchronous Generator然后，进行仿真从而检查wind模型。
首先创建一个新的PSCAD项目：Turbine_generator.psc在项目设置，使单位转换系统（可在PSCAD4.2）以便使用与PSCAD默认单位不同的单位：5.1风源该组件可以在文件夹“Master Library/Machines”中找到。
该风源组件会模拟风的每一个条件：•mean wind speed 平均风速• periodic gust with a sinus form以sinus 形式的定期阵风• ramp 斜坡• noise 噪音• damper for all the preceding conditions 前面的所有条件阻尼器对于风力发电机wind turbine，以下三个风的特性是很重要的：•平均风速：发电机和发电机的额定特性是根据平均风速确定的。
经济研究也是基于这个速度。
在一般情况下，平均风速为约13m/s。
切入风速：当风速高于切入速度时，机械制动器被释放，继而发电机旋转。
一般情况下，切出速度为4m/s。
•切出速度：当风速高于切出风速时，为了不损坏发电叶片，发电机的旋转停止时。
一般情况下，切出速度为约25米/秒。
对于动态仿真，风速的仿真是一整天的；因此，风速必须从切入风速到切出风速变化，以便研究风力发电机在所有风力条件下的反应。
在这项研究中，低于切入风速下的启动和高于切出风速的停止是不予考虑的。