异步风力发电系统并网运行仿真分析

由于风电场是一种依赖于自然能源的分散电源，同时目前并网运行的风电场大多采用异步风力发电系统，其并网运行降低了电网的稳定性和电能质量。随着风电场规模的不断扩大，风电特性对电网的负面影响愈加显著，成为制约风电场建设规模的严重障碍。因此深入研究风电场与电网的相互作用成为进一步开发风电所迫切要求解决的问题。 本文以异步风力发电系统为研究对象，着眼于并网风电场与电网之间的相互影响，特别是对系统稳定性以及电能质量的影响进行了深入的分析研究。由于目前还没有公认的包含风电场模型的电力系统分析软件，所以本文基于Matlab开发环境编制了异步风力发电系统并网运行动态仿真程序。所做的主要工作有： 首先，建立了异步风力发电系统的动态数学模型：包括风速、风力机、异步发电机以及补偿电容器四个部分，其中详细推导了用于机电暂态分析的同步速坐标下的异步发电机三阶模型。此外，还讨论了多台风电机组等值问题，使得分析大规模风电场并网运行成为可能。 其次，实现了包含风电场的电力系统潮流计算，充分考虑到异步风力发电机组的运行特性，采用一种异步发电机稳态数学模型和常规潮流方程交替迭代求解的方法。为研究风电场并网运行的动态特性提供了前提条件。