直驱永磁风力发电系统建模与电网对其影响分析

近年来,受石油价格上涨以及全球气候变暖的影响,可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视；许多国家为此提出了明确的发展目标,制定了支持可再生能源发展的法规和政策,风力发电作为最具代表性的新能源,今后将会保持较快的发展趋势。目前具有实用价值的并网型变速恒频风力发电系统主要有广泛应用的双馈感应发电系统和很有发展前景的直驱永磁同步风力发电系统。与双馈风电系统相比,直驱永磁同步风力发电系统没有变速齿轮箱,减小了由此而带来的机械损耗和设备的不稳定性,具有机组使用寿命长、维护方便、效率高等优点,因此定会迎来一个更广阔的发展前景。本文在研究直驱永磁同步风力发电系统数学与仿真模型的基础上,就并网后电网对其影响进行了深入研究： 1.研究了直驱永磁同步风力发电系统的数学模型。对包括风速模型、风力机模型、机械传动模型、桨距角控制模型、永磁同步发电机模型等进行了分析；利用PSCAD/EMTDC电力系统专业仿真软件建立了整个系统的仿真模型。 2.根据空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)工作原理,设计了整个直驱永磁同步风力发电系统的控制系统模型,包括：发电机侧整流器控制系统和电网侧逆变器控制系统。 3.结合直驱永磁同步风力发电系统的动态性能,对并网后电网非正常运行状态对风力发电系统影响作了仿真分析,研究了电压跌落、接地故障、断线故障情况下整个发电系统的暂态性能分析。