基于PSCAD的变速恒频风力发电系统动态仿真

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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。

07_应用PSCAD进行新能源系统仿真研究

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应用PSCAD进行新能源系统仿真研究
风力发电系统控制及仿真
在双馈风力发电机中，发电机的定子侧直接与电网侧相连；转子侧采用三相对称绕组，经过交-直-交变频器与电网侧相连接，以提供发电机交流励磁，励磁电流的相位、幅值、频率均可变，其中励磁频率为转差频率。其中交 -直-交变频器为双 PWM换流器，可实现四象限运行。电网侧换流器的主要任务是保证电流波形和功率因数满足要求以及保证直流母线电压的稳定，转子侧换流器的主要任务是调节有功功率，实现最大风能捕获以及为转子回路提供励磁，调节定子无功功率。风轮机采用变桨距控制，当风速小于额定风速时，桨距角为零度，采用最大功率跟踪策略来实现最大风能的捕获；当风速增加到大于额定风速时，变桨距装置动作，桨距角逐渐变大，将发电机的输出功率限制在额定功率附近。但由于风轮机的转动惯量较大，因此变桨距装置动作具有一定的时延。
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应用PSCAD进行新能源系统仿真研究
二、风力发电工作原理及仿真
风力发电有多种不同的发电机组，本仿真主要介绍双馈风力发电机组。双馈风力发电机，即双馈异步发电机是在普通绕线形异步感应电机的基础上外加了连接在转子滑环与定子之间的四象限变频器及其控制系统而构成的。因此，双馈异步发电机可以看成是一个具有打开的绕线式转子接有外加电压源的传统异步发电机，此外加电压源通过变频器引入，变频器对转子回路电流实现频率、幅值和相位的调节，起到了励磁电源的作用。双馈异步发电机除通过定子向电网馈入功率外，还通过部分功率变频器与电网之间交换转差功率，并可以通过变频器的控制对整个双馈异步发电机的有功功率和无功功率分别进行控制。
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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。

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。

用CAD进行风力发电系统设计和模拟

用CAD进行风力发电系统设计和模拟近年来，随着环境问题的日益突出，可再生能源越来越受到人们的重视。

作为一种清洁、可再生的能源形式，风能备受瞩目。

风力发电系统的设计和模拟是风力发电行业中极为重要的环节。

本文将介绍如何使用CAD（计算机辅助设计）软件进行风力发电系统设计和模拟，以期实现高效能源转化和利用。

首先，风力发电系统设计的第一步是确定发电机组的位置和布局。

CAD软件可以帮助工程师们根据地理和环境条件，进行风能资源评估和风力分布分析。

通过收集并输入相关数据，比如地形、地表覆盖、海拔高度、气象条件等，CAD软件可以生成精确的地形和风力分布图，帮助确定合适的风力发电机组位置。

其次，CAD软件对于风力发电机组的叶轮设计十分重要。

通过使用CAD软件的建模和模拟功能，工程师们可以根据不同的风速、风向和叶轮参数，进行风力发电机组的叶轮设计和优化。

CAD软件可以模拟生成不同叶轮形状和结构，通过计算和分析风力对叶轮的作用力，优化叶轮的性能，实现最大的功率输出。

此外，CAD软件还能帮助进行风力发电机组的结构设计和系统集成。

CAD软件可以模拟生成风力发电塔架、机舱和传动系统等组件的三维模型，并进行力学分析和模拟。

工程师们可以根据实际情况，优化设计，确保风力发电机组在风力条件下的结构稳定性和安全性。

此外，CAD软件还可以进行风力发电系统的电气设计和布线，帮助实现电气系统的高效运行。

最后，CAD软件可以进行风力发电系统的模拟和仿真。

通过输入实时的风能数据和风机参数，CAD软件可以模拟生成风力发电系统的运行情况，包括发电功率、风速曲线、功率曲线等。

这些模拟和仿真结果可以帮助工程师们评估和优化风力发电系统的性能，并进行系统的运行和管理。

综上所述，CAD软件在风力发电系统设计和模拟中起到了至关重要的作用。

通过使用CAD软件，工程师们可以进行风能资源评估、风力分布分析、叶轮设计和优化、结构设计和系统集成，以及系统的模拟和仿真。

基于PSCAD的双馈风力发电机的控制模式仿真研究

表1三种控制模式的性能特性比较转速控制模式转矩控制模式功率控制模式控制对象转速转子电流转子电流闭环双闭环单闭环单闭环或者双闭环动稳态特性动态跟踪效果好但是需要限幅措施稳态性好动态跟踪较慢稳态性好可输出稳定的指定功率备注风速变化时有功率脉冲需要限幅环节控制简单稳定性好但是跟踪效率相对较低可通过调节无功减小铜损耗5仿真结果仿真软件采用的是pscad42该软件在时间域描述和求解完整的电力系统及其控制的微分方程包括电磁和机电两个系统它具有强大的模拟电力电子装置的功能外同时具有模拟电网系统静态和动态特性的能力是进行兆瓦级双馈风力发电并网系统分析研究的首选工具
（3）
其中， Ls 、 Lr 、 Lm 为定、转子在 d 、 q 轴下的等效电感和互感， s 为转差率， usd 、 usq 、 urd 、 u rq 、 isd 、 isq 、 ird 、 irq 分别为定、转子电压和电流的 d 、 q 轴分量， ω 为坐标系旋转角速度， p 为微分算子。将旋转坐标系的 d 轴定向在定子磁链上，即为双馈电机的定子磁链定向矢量控制。忽略定转子的电阻和暂态过程，即有
Simulation Research on Control Modes of Doubly-Fed Wind Power Generator Based on PSCAD
Cai Zhi Liu Jianzheng Wang Jian Liu Shu (State Key Lab of Power Systems, Department of Electrical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084) Abstract Doubly fed induction generator (DFIG) used in MW-class variable speed constant frequency wind energy generation system can capture wind energy with the highest efficiency by using the stator flux oriented vector control method. Based on the wind turbine characteristics, the arithmetic of the control objective reference values is derived. It is shown three control modes can be used to realize maximum power point tracking which are speed-mode control, torque-mode control and power-mode control. Based on The dynamic and static performances of three control modes analyzed and compared, it is proposed the best control mode is power-mode control. The model of MW-class wind generation system was established by PSCAD in order to simulate the operational performance with wind speed variation. The results show the correctness of the conclusion. Key words：doubly fed induction generator；maximal wind energy tracking；speed-mode control； torque-mode control； power-mode contro

基于PSCAD的永磁同步风力发电机模型与仿真

基于PSCAD的永磁同步风力发电机模型与仿真引言永磁同步风力发电机是当前广泛应用于风力发电领域的一种发电机类型。

它具有高效、低成本和可靠性高的特点，因此被广泛用于风力发电系统中。

为了更好地理解和分析永磁同步风力发电机的性能，需要进行相关的建模和仿真。

PSCAD是一种被广泛应用于电力系统仿真的软件工具，具有强大的仿真功能和友好的用户界面。

本文将介绍基于PSCAD的永磁同步风力发电机的模型建立和仿真步骤。

永磁同步风力发电机模型永磁同步风力发电机的基本原理永磁同步风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。

它由风轮、发电机和控制系统三部分组成。

风轮接受风能并转动，发电机将机械能转化为电能，控制系统用于调节发电机的工作状态。

永磁同步风力发电机的基本原理是利用电磁感应法，通过风轮驱动发电机转动，使导体在磁场作用下产生感应电势，从而实现发电。

PSCAD中永磁同步风力发电机模型的建立首先需要在PSCAD中选择合适的电气元件进行建模，如发电机、风轮和控制系统等。

对于永磁同步风力发电机的模型建立，可以考虑以下几个方面：1.发电机模型：选择合适的发电机模型，可以根据发电机的特性来选择合适的电气元件进行建模。

一般来说，可以选择三相感应发电机或者永磁同步发电机模型。

2.风轮模型：选择合适的风轮模型，可以考虑风轮的转动惯量、风速、风向等因素。

一般来说，可以选择转动质量、转动惯量等参数进行建模。

3.控制系统模型：选择合适的控制系统模型，可以考虑对发电机转速、电压等进行调节。

一般来说，可以选择PID控制器等控制系统进行建模。

PSCAD中永磁同步风力发电机模型的仿真步骤1.创建PSCAD项目：在PSCAD软件中创建新的项目，选取适当的工程设置和仿真参数。

2.导入电气元件模型：选择合适的电气元件模型，如发电机、风轮和控制系统等，在PSCAD中导入相应的电气元件模型。

3.连接电气元件：使用线缆进行电气元件的连接，建立起完整的永磁同步风力发电机系统。

pscad模型案例

pscad模型案例PSCAD（Power System Computer-Aided Design）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和性能，包括电力传输、配电和控制系统。

下面是一些关于PSCAD模型案例的示例，以展示其在电力系统设计和分析中的应用。

1. 变频器控制系统模型：该模型用于研究变频器在电力系统中的控制策略和性能。

通过模拟不同的负载和控制参数，可以评估变频器的稳定性、响应速度和功率因数等指标。

2. 风电场电网连接模型：该模型用于模拟风电场与电网的连接和交互行为。

通过调整风机的输出特性和电网的负荷条件，可以评估风电场对电网稳定性和电能质量的影响。

3. 短路分析模型：该模型用于分析电力系统中的短路故障。

通过模拟不同类型的短路故障，可以评估系统的保护装置和自动开关的动作性能，以及短路故障对系统设备的影响。

4. 输电线路模型：该模型用于模拟电力系统中的输电线路的行为和性能。

通过调整线路的参数和输入条件，可以评估线路的输电能力、电压稳定性和传输损耗等指标。

5. 电池储能系统模型：该模型用于研究电池储能系统在电力系统中的应用。

通过模拟不同的负载和储能系统的控制策略，可以评估储能系统的充放电效率、能量储存能力和对系统稳定性的影响。

6. 发电机模型：该模型用于模拟不同类型的发电机在电力系统中的行为和性能。

通过调整发电机的参数和控制策略，可以评估发电机的响应速度、电压调节能力和功率因数调整能力等指标。

7. 配电系统模型：该模型用于模拟电力系统中的配电系统的行为和性能。

通过调整配电系统的负荷和变电站的容量，可以评估系统的电压稳定性、短路能力和供电可靠性等指标。

8. 变压器模型：该模型用于模拟变压器在电力系统中的行为和性能。

通过调整变压器的参数和负载条件，可以评估变压器的效率、电压调节能力和短路能力等指标。

9. 非线性负载模型：该模型用于研究电力系统中非线性负载的行为和性能。

基于PSCAD_EMTDC的风光互补并网发电系统建模与仿真

IPV / A
图5
不同光照下的 I -V 和 P-V 曲线
Fig. 5 The I-V and P-V curves of different radiation
PPV / W
50℃ 35℃ 25℃ 15℃ 0℃
UPV / V
图4 Fig. 4
Tm
2 3 Pm 0.5mv C p 0.5C p Sv r r r
(1)
式中：Pm 为风力机捕获的风能，单位 kW；ρ 为空气密度，单位 kg/m3；S 为风轮的扫风面积，单位 m2；v 为上游风速，单位 m/s；Cp 为风力机的风能利用系数；ωr 为风轮角频率，单位 rad/s。为表示风轮在不同风速中的状态，用叶片的叶尖圆周速度与风速之比，即叶尖速比 λ 来衡量，定义如下：

2 Rn r R v v
1 风光互补并网发电系统结构
本文建立的风光互补并网发电系统结构如图 1 所示。该系统由风力发电机组、太阳能光伏阵列、阻塞二极管、整流电路、Boost 斩波电路、逆变电路、配电网及交流负载组成。在具有公共电网的地区，光伏发电系统和风力发电系统与电网连接并网运行，可以省去储能装置，大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。阻塞二极管串联在太阳能光伏阵列电路中，起单向导通的作用。
基于 PSCAD/EMTDC 的风光互补并网发电系统建模与仿真
李钢，慈建斌，李洪星，姜奇，姜威达
（大连供电公司，辽宁大连 116033）
Modelling and Simulation of Grid-connected Hybrid Wind/PV Generation System Based on PSCAD/EMTDC

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的双馈风力发电机组的建模仿真

文章编号:1674-9146(2015)10-0082-02风力发电作为一种清洁的电力供应形式,对于缓解能源短缺、保护生态环境具有积极意义,因此,各国都对风电发展高度重视,世界风电产业得到迅速发展。

双馈异步风力发电机组由于具有较高的风能利用率,得到了广泛的应用。

由于电网的不稳定性和风能的随机性等因素,安全可靠的风机控制策略显得十分必要,通过对双馈异步风电机组的建模仿真研究控制策略的稳定性就具有重要的现实意义。

1双馈风力发电机组的构成及数学模型双馈风力发电机组的定子与转子都与电网相连,并都有能量的馈送,因此称为双馈发电机,由于采用变速恒频技术,也称为变速恒频风力发电机,其调速范围较大,便于实现最大风能跟踪。

双馈风力发电机组主要包括风力机、齿轮箱、绕线式异步机、交直交变流器以及控制部分[1]。

双馈发电机的模型可以近似为一个绕线式异步感应发电机,为了建模和分析方便本文规定各绕组电压、电流、磁链的正方向符合电机惯例;假设气隙均匀,定、转子为三相对称绕组;忽略磁路饱和,忽略各种涡流磁滞损耗,绕组自感和互感都是三相对称且线性不变;并且忽略温度变化对电机参数的影响;假设磁通波为纯正弦分布,回路中磁通变化产生的感应电势与磁通变化的极性相反,电流产生的漏磁通与电流正方向一致[2]。

双馈发电机稳态运行时的数学方程如下U ̇s =(R s +j ω1L s σ)I ̇s +E ̇s U ̇r s =(R r s +j ω1L r σ)I ̇r +E ̇r I ̇m =I ̇s +I ̇r Ės =E ̇r =j I ̇m X m ⎧⎩⏐⏐⏐⏐⎨⏐⏐⏐⏐.(1)对于式(1),可以得出双馈感应发电机的稳态运行等值电路见图1。

其中:Ė1,E ̇2为感应电势,jX m 为激磁电抗,I ̇m 为激磁电流;U̇s 为定子电压,I ̇s 为定子电流,R s +jX s 为定子阻抗;U̇r 为转子电压,I ̇r 为转子电流,R r +jX r 为转子阻抗;s 为转差率,以上所有转子量均为折算到定子侧的数值。

基于PSCAD_EMTDC的双馈式变速恒频风电机组动态模型仿真_冯双磊

第31卷第17期电网技术V ol. 31 No. 17 2007年9月Power System Technology Sep. 2007文章编号：1000-3673（2007）17-0030-06 中图分类号：TM315；TM301.2 文献标识码：A 学科代码：470·4047基于PSCAD/EMTDC的双馈式变速恒频风电机组动态模型仿真冯双磊1，赵海翔1，任普春2，王伟胜1，戴慧珠1（1．中国电力科学研究院，北京市海淀区 100085；2．东北电网有限公司，辽宁省沈阳市 110006）PSCAD/EMTDC Based Simulation Study on Dynamic Model ofDoubly-Fed Variable Speed Wind TurbineFENG Shuang-lei1，ZHAO Hai-xiang1，REN Pu-chun2，WANG Wei-sheng1，DAI Hui-zhu1（1．China Electric Power Research Institute，Haidian District，Beijing 100085，China；2．Northeast China Grid Company Limited，Shenyang 110006，Liaoning Province，China）ABSTRACT: By use of electromagnetic transient simulation software PSCAD/EMTDC and applying vector control principle of induction motor and serial correction of proportion-integral (PI) regulator, a control system model of variable speed wind turbine (VSWT) based on doubly fed induction generator is established. Combining the established model with the existing models in the model library of PSCAD/EMTDC, a dynamic model of VSWT based on doubly fed induction generator is formed. According to operating characteristic the dynamic model of VSWT is verified and its effectiveness is validated by simulation. Simulation results show that this dynamic model of VSWT can meet the technical requirements from wind turbine manufactures and can be used as a new means for the research on working performance of VSWT based on doubly fed induction generator.KEY WORDS: variable speed wind turbine (VSWT)；doubly fed induction generator；control system；dynamic model摘要：以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC为平台，应用电机矢量控制原理与比例-积分调节器串联校正等方法建立基于双馈感应发电机的变速风电机组控制系统模型，并将该模型与PSCAD/EMTDC模型库中的已有模型相结合，形成基于双馈感应发电机的变速风电机组动态模型。

基于PSCAD的双馈风力发电机组的建模仿真

基于PSCAD的双馈风力发电机组的建模仿真作者：褚俊龙来源：《科技创新与生产力》 2015年第10期褚俊龙（太原重工股份有限公司技术中心风电所，山西太原 030024）摘要：利用电磁暂态仿真软件PSCAD，根据双馈风力发电机组的构成及其数学模型，搭建其控制系统模型，包括PWM电流跟踪控制技术，转子侧控制策略，系统侧控制策略，Crowbar 保护模型，系统仿真模型。

关键词：双馈风力发电机组；PSCAD；控制系统模型；Crowbar保护中图分类号：TM315 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.10.082风力发电作为一种清洁的电力供应形式，对于缓解能源短缺、保护生态环境具有积极意义，因此，各国都对风电发展高度重视，世界风电产业得到迅速发展。

双馈异步风力发电机组由于具有较高的风能利用率，得到了广泛的应用。

由于电网的不稳定性和风能的随机性等因素，安全可靠的风机控制策略显得十分必要，通过对双馈异步风电机组的建模仿真研究控制策略的稳定性就具有重要的现实意义。

1 双馈风力发电机组的构成及数学模型双馈风力发电机组的定子与转子都与电网相连，并都有能量的馈送，因此称为双馈发电机，由于采用变速恒频技术，也称为变速恒频风力发电机，其调速范围较大，便于实现最大风能跟踪。

双馈风力发电机组主要包括风力机、齿轮箱、绕线式异步机、交直交变流器以及控制部分[1]。

双馈发电机的模型可以近似为一个绕线式异步感应发电机，为了建模和分析方便本文规定各绕组电压、电流、磁链的正方向符合电机惯例；假设气隙均匀，定、转子为三相对称绕组；忽略磁路饱和，忽略各种涡流磁滞损耗，绕组自感和互感都是三相对称且线性不变；并且忽略温度变化对电机参数的影响；假设磁通波为纯正弦分布，回路中磁通变化产生的感应电势与磁通变化的极性相反，电流产生的漏磁通与电流正方向一致[2]。

2 控制系统模型2.1 PWM电流跟踪控制采用滞环比较方式的PWM电流跟踪控制单相半桥式逆变电路，把指令电流iref和实际输出电流i1的偏差作为带有滞环特性的比较器的输入，通过其输出来控制功率器件T1和T2的通断。

风光互补并网发电系统的PSCAD仿真设计

I节能与新能源ENERGY SAVING AND NEW ENERGY风光互补并网发电系统的PSCAD仿真设计Design of PSCAD Simulation System for Wind-PV Hybrid Generation System大连交通大学龙泰旭（Long T a ix u)刘文生（Liu W ensheng)摘要:针对目前单一式离网型新能源发电系统的发电不稳定性及能源溢出浪费等问题，提出了一种风电与光电相结合的互补式并网发电系统的设计理念。

利用风能与太阳能二者较强的互补性，解决传统单一式发电系统昼夜间歇性供电问题。

同时，该发电系统采用并网式结构，可以将溢出的多余能源回馈给电网系统，实现系统发电量的有效利用，保证供电系统的长期稳定性供电。

最后釆用著名的电力系统计算机辅助设计软件P S C A D对该风光互补并网发电系统进行仿真验证，结果表明该方案可有效实现发电系统的稳定性，完成10k V中压城市配电网络的并网，对改善区域经济发展有着重大意义。

关键词：风力发电系统；光伏发电系统；并网技术；PSCADA b stra ct: In view o f the in sta b ility o f pow er generation and the w aste o f e n ergy s p illo ve r in the single o ff grid new energy generation system, this paper proposes a design concept o f com plem entary grid connected pow er generation system w hich com bines wind pow er and photoelectricity. Using the strong com plem entarity o f wind and solar energy, the problem o f interm ittent pow er supply in the day and night o f traditional single gen A t i o n system is solved. A t the sam e tim e, the grid connected structure is adopted in the pow er generation system, w hich can feed back the excess energy to the pow er grid system, realize the effective utilization o f the pow er generation capacity o f the system, and ensure the lon g-te rm stability o f the pow er supply system. Finally, the fam ous pow er system CAD softw are PSCAD is used to sim ulate and verify the wind solar com plem entary grid connected pow er generation system. The results show th a t the schem e can effectively achieve the stability o f the pow er generation system and com plete the grid connection o f 10kV medium voltage urban distribution netw ork, w hich is o f great significance to im prove regional econom ic developm ent.Key w ords: Wind pow er generation; Photovoltaic pow er system; Grid technology; Power system s com puter aided design【中图分类号】T M315【文献标识码】B【文章编号】1561-0330(2021)01-0068-071引言随着传统以化石能源为基础的能源系统正在日益枯竭，世界能源发展面临能源需求加大，后备资源不足，环境污染恶化等问题。

基于PSCAD／EMTDC变速恒频风电机组控制系统仿真

张开明
（盐城师范学院物理系，城２４０）盐２０２
摘要：制系统使变速风电机组具有了诸多优越性能，时也在很大程度上决定了变速风电机组的运行特控同性，确模拟控制系统的工作特性是建立变速风电机组动态模型的关键。此，电磁暂态仿真软件Ｐｃ准为以ｓＡＤ／ＥＴＣ为平台，用电机矢量控制原理与Ｐ调节器串联校正等方法建立了基于双馈电机的变速风电机组ＭＤ应Ｉ控制系统，依据变速风电机组控制目标的要求校验了控制系统性能，证了控制系统的有效性。并验关键词：速风电机组；馈电机；制系统；动态模型变双控
随着研究、制造与应用水平的不断提高，力风
发电机组的主流机型从以往采用鼠笼式感应电机的固定转速风电机组发展到当今基于双馈异步电机（ｏｂｙｆｄｉｄｃｉｎｇｎｒｔｒＤＩｄｕｌｅｕｔｅｅａｏ，ＦＧ）的变速ｎｏ风电机组。对于固定转速风电机组，ＦＧ变速相ＤＩ风电机组带有比较复杂的控制系统，以调节发电可
极影响，成为风电机组设计和制造当中必须进行的
一
项研究工作。另外，为一种并网运行的电源，作在

基于PSCAD的双馈感应风力发电机并网控制

（类别: 全日制硕士研究生题目：基于P S C A D 的双馈感应风力发电机并网控制英文题目：Grid Connection Control of DFIG Wind Power Generation Based on PSCAD 研究生：周杰学科名称：电力电子与电力传动指导教师：李含善教授任永峰副教授二○一○年五月硕士学位论文分类号: 学校代码: 10128 U D C : 学号: 20071079摘要全球能源不断消耗，环境日益污染。

风能是一种绿色能源，已经受到世界各国的广泛重视。

风力发电技术得到了快速的发展，已经由初期的恒速恒频（CSCF）风力发电发展到现在的兆瓦级变速恒频（VSCF）风力发电。

其中，双馈电机（DFIG）变速恒频风电机组由于其自身的各种优点已经成为风力发电的主流。

采用双馈电机的风力发电系统具有变速运行、四象限潮流控制、改善电能质量、变频器容量小等优点，在风力发电中被广泛使用。

本文以电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC为平台，对兆瓦级变速恒频双馈电机进行了仿真研究。

分析了双馈电机的基本结构、运行原理、能量流动关系，建立了双馈电机数学模型。

在此基础上建立了转子侧变换器与网侧变换器的控制系统。

转子侧变换器采用定子磁链定向的矢量控制，并网前实施空载并网控制，并网成功后进行控制策略切换。

在额定风速以下时，发电机输出功率未达到额定功率，采用最大功率跟踪控制，并给出最大风能追踪下的定子有功功率的参考值；在额定风速以上时，增大桨叶节距角，使风力发电机组保持在额定功率发电。

网侧变换器采用电网电压定向的矢量控制，实现直流电压的稳定及网侧的单位功率因数控制。

仿真研究中，将所建模型与PSCAD/EMTDC模型库中的已有模型相结合。

并网前结合桨距角控制解决了转子转速缺乏控制的问题。

风机从接入电网，控制策略切换到发电的全过程仿真表明，该控制策略能快速地控制发电机的定子电压满足并网条件，实现电机在变速条件下的顺利并网，能够很好的实现功率解耦控制及最大风能追踪。

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课程设计-风力发电机组监测与控制-双馈风力发电机仿真系统

风力发电机组监测与控制课程设计说明书双馈风力发电机仿真系统专业学生姓名班级学号指导教师完成日期目录1 摘要 (1)2 PSCAD软件简介 (2)3 PSCAD样例说明 (4)3.1 C Interface样例功能与工作原理分析 (4)3.1.1 示例1 (4)3.1.2 示例2 (5)3.1.3 示例3 (8)3.1.4 示例4 (9)3.2 C Interface样例仿真模型的建立过程 (11)3.2.1创建新工程 (11)3.2.2 元件选择 (11)3.2.3 连线及建立连接 (13)3.3 C Interface样例仿真结果分析 (14)4 双馈风力发电机仿真模型的建立 (16)4.1 双馈风力发电机工作原理分析 (16)4.2 双馈风力发电机仿真模型的建立 (19)4.3 双馈风力发电机仿真结果分析 (21)5 仿真过程中遇到的问题及解决的方法 (26)6 小结 (27)7 参考文献 (28)附录 (30)附录1 C Interface样例原理图 (30)附录2 C Interface样例仿真电路图 (30)附录3 双馈风力发电机原理图 (31)附录4 双馈风力发电机仿真电路图 (32)1 摘要近年来，对于风能的利用正逐步走向规模化，大型风电机组并网发电已成为风能利用的主要形式。

风力发电具有许多不同于常规能源发电的特点，风电场的并网运行势必对电网的电能质量、安全稳定等方面带来负面影响，如冲击电流、谐波污染、电网频率稳定性、电网电压稳定性及暂态稳定性等问题。

随着风电场规模的不断扩大，风力发电在电网中所占比例越来越高，风电对电网的负面影响愈加显著，从而严重制约了风电场容量和规模的扩大。

因此，迫切需要深入研究大规模风电场系统接入与并网运行稳定性问题，以减小其对电网造成的不良影响。

目前，双馈风力发电机组(double-fed induction generator, DFIG)正逐步取代传统鼠笼式风力发电机组，成为风电场的主流机型。