風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真分析.pdf

1、風(fēng)能屬于可再生能源。人類面臨的能源、環(huán)境兩大緊迫問題使風(fēng)能的利用日益受到重視。我國的風(fēng)能資源豐富，可利用的潛能很大，大力發(fā)展風(fēng)、水電是我國長期的能源政策。 由于風(fēng)能的隨機(jī)性、風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行無人現(xiàn)場(chǎng)職守和電力系統(tǒng)運(yùn)行高可靠性的要求，建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真模型是十分重要的。隨著電力系統(tǒng)越來越龐大，控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜的發(fā)展趨勢(shì)，利用仿真來檢驗(yàn)控制系統(tǒng)，分析其對(duì)發(fā)電機(jī)甚至是整個(gè)電網(wǎng)的影響對(duì)實(shí)際工作是很有意義的。另外，仿真系統(tǒng)可為某種控制策略

2、以及參數(shù)的調(diào)整提供仿真“試驗(yàn)”平臺(tái)。因此，本文建立了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的仿真模塊，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，分析其運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn)以及判斷風(fēng)電機(jī)組參數(shù)的合理性。可以說，風(fēng)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)仿真對(duì)發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、控制、保護(hù)、量測(cè)都是必不可少的，具有重要的理論參考價(jià)值和實(shí)際意義。 目前，風(fēng)電機(jī)組及其運(yùn)行方式的主流有兩種：(1)雙速異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。(2)變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。后者運(yùn)行性能好，風(fēng)能利用率高，而前者結(jié)構(gòu)簡單，可靠。本文對(duì)

3、此兩種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都建立了仿真模型，進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析。 本文首先利用基于有限元計(jì)算的電磁場(chǎng)分析軟件ANSOFT中的RMxprt和MAXWELL2D對(duì)一個(gè)真實(shí)的雙速風(fēng)力發(fā)電機(jī)樣機(jī)進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算和磁場(chǎng)分析，并用ANSOFT中的TRANSIENT對(duì)此電機(jī)進(jìn)行了并網(wǎng)發(fā)電的動(dòng)態(tài)仿真。此外，本文基于MAXWELL2D的后處理結(jié)果提出了一種計(jì)算電機(jī)參數(shù)的方法。 繼而利用MATLAB的SIMULINK對(duì)并網(wǎng)型定槳距失速型雙速異步發(fā)電機(jī)組多

4、種運(yùn)行狀態(tài)如大小電機(jī)切換、發(fā)電機(jī)短路、發(fā)電機(jī)飛車等進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真。通過對(duì)仿真結(jié)果的分析，可以找出大小電機(jī)切換的最佳風(fēng)速段，并對(duì)發(fā)電機(jī)發(fā)生各種短路故障時(shí)電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)本身所受到的影響做出了一定的分析。 另外，鑒于發(fā)電機(jī)氣隙中磁路的飽和現(xiàn)象，本文還利用MATLAB/SIMULINK中的電氣模塊建立了考慮飽和的異步自激發(fā)電機(jī)系統(tǒng)并進(jìn)行了仿真，得出了在考慮到磁場(chǎng)飽和的情況下自激電壓和突然甩掉負(fù)載后輸出電壓的變化曲線。 最后依然利用