基于MATLAB的定速风电机组仿真

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仿真结果分析
• 在渐变风风速 下,风力发电 机输出的有功 功率的变化曲 线如图
• 风力电机随着 风的速度变化 输出的无功功 率的变化曲线 如图
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仿真结果分析
风电场机端电压的变化情况如图
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来自百度文库
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仿真结果分析
• (2)阵风 • 最初时刻假设风的速度为 9m/s,在 t=4.5s 时,阵风扰动出现。阵风
的持续时间为1s,最大风速为为21 m/s。
阵风变化曲线
有功功率变化曲线
无功功率变化曲线
端口电压变化曲线
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仿真结果分析
(3)组合风 假设基本风风速为 9m/s;渐变风、阵风的条件分别与(1)
(2)相同,随机风平均值为0,仿真运行到10s。
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仿真结果分析
风电场出口短路故障运行情况 在MATLAB仿真运行的过程中,风速基本维持
9m/s不变,当仿真运行到2s时,风电场与电网连接 处附近发生三相短路故障,经过4s左右时间,开关 动作,故障被切除。
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仿真结果分析
有功功率变化曲线
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仿真结果分析
无功功率变化曲线
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仿真结果分析
出口电压变化曲线
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仿真结果分析
从运行结果可以看出,故障切除回复正常运行后,风电场 的有功功率和电压的恢复较快,在低电压期间,风电场吸 收的无功功率大幅度增加。
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恒速恒频风力发电系统并网运行仿真
Tm
A m
B
C
Asynchronous Machine
由上文描述的鼠笼式 风力机的数学模型 可以得到 MATLAB/Simulink 中的异步电机的仿 真模型。Tm为转 子转矩的输入;A、 B、C为三相电压 得输出;m为异步 电机的工作时变量 的输出端口,由此 端口可以得到异步 电机运行时的各种 参量。
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恒速恒频风力发电系统并网运行仿真
A
N
B
C
220 kV
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A
a
B
b
C
c
220 kV/35 kV 47 MVA
Three-Phase Source
A
B
C
100km line
aA bB cC
B35 (35 kV)
A
a
B
b c
C n2
35 kV/ 690 V 2 MVA
66ohms
T hree-Phase Series RLC Load A
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恒速恒频风力发电系统并网运行仿真
系统仿真图如下:
A
N
B
C
A B C
A B C
a
A
a
B
b
C
c
aA A
a
bB B
b c
c C C n2
Wi n d 0
Constant1
aA bB cC
A B C
Vabc_B35 P_B35 Q_B35 V_B35 I_B35
200 kvar m
wi n d
Wwiinndd ((mm//ss))
1、风速仿真
风速是风力发电机机的原始动力,它的模型相对比较 独立,可以认为与风力机没有关系。由于风速具有 随机性和间歇性的特点,在电力系统稳定状态的情 况下,为了能够较精确地模拟风速这些特点。在本 次毕业设计中,采用国内外经常使用的风力四分量 模型:基本风、阵风、渐变风和随机风。其它的任 何情况下的风速都可以由这四个风速分量的线性叠 加而得到。
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2
恒速发电机的运行原理
• 风作用在风轮机的 叶片上,风轮机利 用叶片将风能转化 为机轴上的机械能, 传动装置将机轴上 的较低的旋转速度 的运动转变为转速 较高的转速,并与 发电机转子相连接, 最后由发电机将机 械能转化为电能, 并通过定子输送到 电力系统中。
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恒速恒频风力发电系统并网运行仿真
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恒速恒频风力发电系统并网运行仿真
Generator speed (pu) Pitch angle (deg) Tm (pu) Wind speed (m/s)
Wind Turbine
2.风力机的仿真
根据风力机运行特性,风 力机模型如图所示,Pitch angle(deg)为桨距角输 入端口单位为度,本文采 用变桨距角控制;Wind speed(m/s)为风速输入 端口,单位为米/秒; Generator speed(pu)为 电机转速的输入,为标幺 值。Tm(pu)为风力机 的输出机械转矩,也为标 幺值。
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仿真结果分析
三相断线故障 在MATLAB运行到 3s 时,风电场与电网之间连接的馈电线路中的 发生三相的断线故障。从MATLAB的仿真结果可以看出来,该风 力发电机组在联络线发生断线故障后,有功功率的输出迅速减为0。
有功功率变化曲线
无功功率变化曲线
出口电压变化曲线
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总结
本次设计使用MATLAB/Simulink仿真软件实现了恒 速恒频风力发电机组以及与并网的仿真模型,分别 从不同风速和电网故障两类情况出发,对含恒速恒 频风力发电的简单的电力系统进行了仿真分析。通 过仿真分析得到了所建立的风电力发电系统仿真模 型的可行性和正确性。
基于MATLAB的定速风电机 组仿真
答辩人 : xxx 指导教师:xxx
2014年6月12日
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研究内容
本文主要研究了恒速恒频风力发电系统,对恒速恒频风力发电系统做了简 要的介绍,并在恒速恒频风力发电并网方面做了一些研究,主要为恒速恒频风 力发电机在不同风速时,对输出有功、无功并网电压的影响,以及当电网故障 时,对恒速恒频风力发电机的输出特性。本文也用MATLAB/Simulink软件对上述 的各种状况进行了仿真,对分析了其结果
B
C
7
A B C
200 kvar
恒速恒频风力发电系统并网运行仿真
本文是通过单机容量1.5MW,出口电压690V的风力发 电机,经机端变压器升压至35KV,通过长度为100km、 电抗为x=0.41Ω/km的架空输电线路传输,再经变压器升 压至220KV,之后与无穷大系统相连。如图。
其中,无功补偿设备采用固定电容器,其无功功率为 200kVar;690V到35KV升压变压器的额定容量为2000KVA, 其它参数不变;100km输电电路用简化的等效模型,即阻 抗为41Ω的三相电抗来模拟;35KV到220KV的升压变压器 的额定容量设为47000KVA,其它参数不变。无穷大系统 使用两个额定电压为220KV的电源和额定电压为220KV的 负载来等效。
Ttrriipp
A
m
B
C
m_wt2
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P h a s o rs powe rgui
仿真结果分析
3.1各种风速下的 运行情况 (1)渐变风 在0秒是设定风 速为 8m/s,在 t =2s 时刻,渐变 风开始出现。其 上升时间为3s, 达到峰值11s时, 风速保持时间为 2s,渐变风风上 升速度为 1m/s。 在渐变风扰动下 的运行情况。风 速波形如图 所示。
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