風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的暫態(tài)仿真模型研究

黃萃

（杭州市電力局， 杭州 310009）

發(fā)電技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的暫態(tài)仿真模型研究

黃萃

（杭州市電力局， 杭州 310009）

詳細(xì)歸納了不同類(lèi)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的暫態(tài)仿真模型，研究了包括空氣動(dòng)力系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)軸系系統(tǒng)、 槳距控制系統(tǒng)和變頻器在內(nèi)的動(dòng)態(tài)仿真模型， 以雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例， 研究了變槳距恒頻/變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)模型。 最后，在電力系統(tǒng)分析軟件 DigSILENT PowerFactory 上分別對(duì)異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)和全換相同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行建模，模擬變風(fēng)速條件下不同類(lèi)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性。仿真結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了所研究模型的正確性。

風(fēng)力發(fā)電；仿真；模型；研究

隨著風(fēng)力發(fā)電規(guī)模化開(kāi)發(fā)和商業(yè)化發(fā)展，目前全球已有 70多個(gè)國(guó)家使用風(fēng)能發(fā)電， 風(fēng)電消費(fèi)占世界電力消費(fèi)的 1.3%。 早在 2008 年底，我國(guó)風(fēng)電建設(shè)容量就已突破 1 000 萬(wàn) kW， 成為世界重要的風(fēng)電大國(guó)。

本文重點(diǎn)介紹典型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真模型，利用仿真模型分別對(duì)異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)和同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行建模，分析了3種機(jī)組在變風(fēng)速條件下的動(dòng)態(tài)特性。

1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型

雖然風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)形式有多種，但結(jié)構(gòu)上仍有不少相似之處。在對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行仿真建模時(shí)，一般需要考慮以下幾個(gè)子系統(tǒng)模型：空氣動(dòng)力系統(tǒng)模型、槳距控制模型、發(fā)電機(jī)軸系模型、發(fā)電機(jī)模型、變頻器及其控制系統(tǒng)模型等。發(fā)電機(jī)模型及其控制系統(tǒng)屬于經(jīng)典模型，此處不再贅述。

1.1 空氣動(dòng)力系統(tǒng)模型

空氣動(dòng)力系統(tǒng)模型用于描述將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為風(fēng)機(jī)功率輸出的過(guò)程，其能量轉(zhuǎn)換公式為：

式中：ρ為空氣密度；R為風(fēng)機(jī)葉片的半徑；v為葉 尖風(fēng) 速 ；Cp表示 風(fēng)能 的 轉(zhuǎn)換 效 率；λ = ωwtrR/v，表 示葉尖速比， ωwtr為風(fēng)機(jī)的 機(jī)械角速度； θ表 示葉片槳距角。

當(dāng)采用變槳距控制時(shí)，控制系統(tǒng)先將槳距角置于最優(yōu)值，再通過(guò)變速控制使葉尖速比λ等于最 優(yōu) 值 λopt， 從 而 使 風(fēng) 機(jī) 能 夠 在 最 大 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 效率 Cpmax下運(yùn)行。 采用定槳距時(shí)， Cp受葉尖速比 λ的影響，風(fēng)機(jī)只能在某一風(fēng)速下獲得最優(yōu)風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率 Cpmax， 而更多時(shí)候則運(yùn)行在非最佳狀態(tài)。

對(duì)于恒頻/恒速定槳距型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組， 式（2）給出了一種 Cp特性曲線近似描述。

式中： B 為葉片數(shù)； L/D 為升力比。 當(dāng)葉片數(shù)為1，2，3， 且滿足時(shí)， 式（2）能夠較精確地?cái)M合實(shí)際風(fēng)力機(jī)的 Cp特性曲線。

對(duì)于恒頻/恒速變槳距型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，與式（3）對(duì)應(yīng)的一種 Cp特性曲線近似式為：

式中： Cf為葉片設(shè)計(jì)參數(shù)， 一般取 1～3； R 為風(fēng)機(jī)葉片半徑。

對(duì)于恒頻/變速變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組， 式（4）給出了一種 Cp特性曲線近似描述：

式 中 ：αi，j， βi是 一 組 常 數(shù) ， 當(dāng) 2＜λ＜13 時(shí) ， 該 公式能夠較好地?cái)M和 Cp曲線。

1.2 軸系模型

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的軸系一般包含 3個(gè)質(zhì)塊：風(fēng)機(jī)質(zhì)塊、齒輪箱質(zhì)塊和發(fā)電機(jī)質(zhì)塊 （直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)無(wú)齒輪箱質(zhì)塊）。風(fēng)機(jī)質(zhì)塊的慣性一般較大，而齒輪箱慣性較小。

兩質(zhì)塊軸系系統(tǒng)如圖1所示，由于齒輪箱的慣性比風(fēng)機(jī)和發(fā)電機(jī)小得多，如果忽略齒輪箱的慣性，將低速軸各量折算到高速軸上，則對(duì)應(yīng)的狀態(tài)方程為：

式 中 ： Twtr為 風(fēng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 矩 ； Jwtr為 風(fēng) 機(jī) 的 慣 性 常 數(shù) ；ωwtr為 風(fēng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 ； Dtg為 傳 動(dòng) 軸 阻 尼 系 數(shù) ； ktg為傳 動(dòng) 軸 剛 性 系 數(shù) ； θwrt為 風(fēng) 機(jī) 質(zhì) 塊 轉(zhuǎn) 角 ； Tgen為 發(fā)電 機(jī) 機(jī) 械 轉(zhuǎn) 矩 ； Jgen為 發(fā) 電 機(jī)慣性 常 數(shù) ； ωgen為 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。

圖1 兩質(zhì)塊模型示意圖

如果進(jìn)一步忽略傳動(dòng)軸的阻尼系數(shù)和剛性系數(shù) ，即 假 設(shè) Dtg=0， ktg=0， 則 可 以 得 到 傳 統(tǒng) 的 單質(zhì)塊模型：

不同的軸系模型應(yīng)用場(chǎng)合各有不同，在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模仿真中，兩質(zhì)塊的模型較為常用。

1.3 槳距控制模型

早期的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)以定槳距（失速型）風(fēng)力發(fā)電機(jī)為主導(dǎo)機(jī)型。當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)，氣流將在槳葉的表面產(chǎn)生渦流，導(dǎo)致升力系數(shù)減小，阻力系數(shù)增大，產(chǎn)生失速效應(yīng)，限制發(fā)電機(jī)的 功 率 輸 出 ， 仿 真 中 可 利 用 式 （2） 給 出 的 Cp特 性來(lái)模擬被動(dòng)失速效應(yīng)。近年來(lái)，變槳距控制技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用。變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的槳距角控制一般以發(fā)電機(jī)的電氣量作為反饋信號(hào)。無(wú)論風(fēng)速變大還是變小，控制系統(tǒng)都能調(diào)整葉片角度，使之獲得較穩(wěn)定的功率輸出。

恒頻/恒速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用變槳距控制時(shí)，一般采取主動(dòng)失速控制。當(dāng)風(fēng)速在額定風(fēng)速以下，控制器將槳距角置于 0°， 等同于定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。當(dāng)風(fēng)速超過(guò)額定風(fēng)速時(shí)，葉片失速特性導(dǎo)致輸出功率有所下降，為了彌補(bǔ)這部分功率損失，可在一個(gè)較小的范圍內(nèi)調(diào)整槳距角，以提高風(fēng)機(jī)的功率輸出。

圖2 給 出 了 以 發(fā) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 ωgen作 為 控 制 器 輸入信號(hào)的主動(dòng)失速控制系統(tǒng)框圖，槳距角控制部分的槳距控制參考角 θref限幅環(huán)節(jié)設(shè)定如下：

式 中 ： θrefmax和 θrefmin為 PI 調(diào) 節(jié) 器 上 限 和 下 限 幅值 。 θrefmin一 般 設(shè) 為 零 ， 這 樣 當(dāng) 發(fā) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 ωgen低于 額 定 轉(zhuǎn) 速 ωref時(shí) ， PI 調(diào) 節(jié) 器 的 輸 出 θref為 零 ， 槳距角 θ相應(yīng)地被控制在 0°， 伺服控制系統(tǒng)不動(dòng)作。 當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速 ωgen高于額定轉(zhuǎn)速 ωref時(shí)， PI 調(diào)節(jié) 器 的 輸 出 θref大 于 零 ， 伺 服 控 制 系 統(tǒng) 動(dòng) 作 ， 實(shí)現(xiàn)槳距角的調(diào)節(jié)。

圖2 主動(dòng)失速變槳距控制系統(tǒng)框圖

2 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

2.1 風(fēng)機(jī)最優(yōu)轉(zhuǎn)速

風(fēng)機(jī)在某個(gè)固定風(fēng)速下存在最優(yōu)轉(zhuǎn)速，在該轉(zhuǎn) 速 下運(yùn)行 ， 風(fēng)機(jī) 能夠獲 得 最 大 功 率 輸 出 Pwmax，轉(zhuǎn)速變小或變大時(shí)，風(fēng)機(jī)輸出功率都會(huì)降低。

如果能夠控制風(fēng)機(jī)系統(tǒng)使其按照功率—轉(zhuǎn)速最優(yōu)特性曲線運(yùn)行，則系統(tǒng)在給定風(fēng)速下輸出的功率最大。由于風(fēng)機(jī)的輸出功率減去相關(guān)的系統(tǒng)功率損耗就等于發(fā)電機(jī)的實(shí)際有功功率輸出，而發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可以利用齒輪箱變比，由風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速直接換算得到。因此，風(fēng)機(jī)功率—轉(zhuǎn)速最優(yōu)特性曲線也可以用發(fā)電機(jī)功率—轉(zhuǎn)速最優(yōu)特性曲線來(lái)表示，后者更容易在實(shí)際控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)。

2.2 控制系統(tǒng)

恒頻/變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用變槳距控制時(shí)，一般與變頻器控制系統(tǒng)結(jié)合。

雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速控制系統(tǒng)如圖3所示，控制系統(tǒng)由槳距控制系統(tǒng)和變頻器控制系統(tǒng)組成。風(fēng)速低于額定風(fēng)速時(shí)，兩個(gè)控制系統(tǒng)共同進(jìn)行功率最優(yōu)控制；風(fēng)速超過(guò)額定風(fēng)速時(shí)，槳距控制系統(tǒng)進(jìn)行功率限制控制。變頻器控制系統(tǒng)將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的有功功率控制在給定的功率參考值 Pref（風(fēng) 速 超 過(guò) 額 定 風(fēng) 速 時(shí) ， Pref=Pn），同 時(shí) 使 系統(tǒng)的無(wú)功功率輸出和整流側(cè)的直流電壓等于設(shè)定值。

圖3 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)示意

槳距控制系統(tǒng)含有2個(gè)互相耦合的控制器：轉(zhuǎn)速控制器和功率控制器。

（1）當(dāng)風(fēng)速小于額定風(fēng)速時(shí)， 槳距角將置于0°（即最優(yōu)槳距角）不作調(diào)節(jié)， 此時(shí)主要由轉(zhuǎn)速控制器實(shí)現(xiàn)功率最優(yōu)控制。轉(zhuǎn)速控制器的控制策略基于如圖4所示發(fā)電機(jī)功率—轉(zhuǎn)速最優(yōu)曲線實(shí)現(xiàn)。功率—轉(zhuǎn)速最優(yōu)曲線上每一個(gè)功率值都會(huì)對(duì)應(yīng) 一 個(gè) 最 優(yōu) 的 轉(zhuǎn) 速 ωgenopt， 當(dāng) 系 統(tǒng) 沒(méi) 有 運(yùn) 行 在 最優(yōu)狀態(tài)時(shí)（ωgen不等 于 ωgenopt）， 需 要 通 過(guò) 調(diào) 節(jié) 轉(zhuǎn) 速將系統(tǒng)控制在最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)，即調(diào)整發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速至最優(yōu)轉(zhuǎn)速 ωgenopt。 由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速跟風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速將被間接的控制在最優(yōu)值 ωwtropt上， 從 而 獲 得 最 優(yōu)的 葉尖速 比 λopt= ωwtroptR/v 和 最 優(yōu)的 Cpmax， 實(shí) 現(xiàn)最優(yōu)功 率 控制。

（2）當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速時(shí)， 伺服控制系統(tǒng)將會(huì)動(dòng)作。發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出功率將被限制在額定功 率 Prated。

圖4 功率—轉(zhuǎn)速最優(yōu)曲線示意圖

（3）當(dāng)風(fēng)速大幅超過(guò)額定風(fēng)速時(shí)， 耦合環(huán)節(jié)動(dòng)作，這樣2個(gè)控制器將會(huì)同時(shí)控制槳距角的輸出。一方面功率控制器動(dòng)作，調(diào)整槳距角限制功率的輸出；另一方面轉(zhuǎn)速控制器動(dòng)作，將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制在額定轉(zhuǎn)速。

2.3 變頻器模型

雙饋異步電機(jī)變頻器的2個(gè)換流器的功能相對(duì)獨(dú)立：網(wǎng)側(cè)換流器實(shí)現(xiàn)輸入單位功率因數(shù)控制和在各種狀態(tài)下保持直流電壓穩(wěn)定，確保轉(zhuǎn)子側(cè)換流器可靠工作；轉(zhuǎn)子側(cè)換流器的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)雙饋電機(jī)的矢量變換控制，確保電機(jī)輸出解耦的有功和無(wú)功功率；采用高頻自關(guān)斷器件和空間矢量 SPWM 調(diào)制方法， 可以有效消除低次諧波，改善輸入、輸出特性。

轉(zhuǎn)子側(cè)換流器的控制模型如圖5所示，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和定子側(cè)有功功率通過(guò)控制轉(zhuǎn)子電流的轉(zhuǎn)矩分量 irq實(shí)現(xiàn)， 而轉(zhuǎn)子側(cè)的無(wú)功功率通過(guò)控制轉(zhuǎn)子電流的勵(lì)磁分量 ird實(shí)現(xiàn)。 外環(huán)功率控制器根據(jù)有 功 指 令 Pref和 無(wú) 功 指 令 Qref輸 出 內(nèi) 環(huán) 控 制 器 的有功 、 無(wú) 功 電 流 指 令 Iqref和 Idref， 內(nèi) 環(huán) 電 流 控 制 器根據(jù)電流參考指令輸出調(diào)制信號(hào) Pmd和 Pmq。 電網(wǎng)側(cè)換流器的控制模型與圖5類(lèi)似，控制目標(biāo)是維持 直 流 側(cè) 電 壓 Udc等 于 參 考 電 壓 Udcref， 同 時(shí) 控 制逆變器與電網(wǎng)之間交換的無(wú)功功率為零。

圖5 轉(zhuǎn)子側(cè)換流器控制

3 全換相風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

全換相風(fēng)力發(fā)電機(jī)也是一種恒頻變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，換流器將頻率變化的電能轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)頻率相同的恒頻電能。這種類(lèi)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)一般采用低速多極永磁同步發(fā)電機(jī)，可省去風(fēng)機(jī)與發(fā)電機(jī)之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，降低系統(tǒng)成本，并增加系統(tǒng)的可靠性。此外，還可以采用普通同步發(fā)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)通過(guò)變頻器并網(wǎng)，但由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，風(fēng)機(jī)與發(fā)電機(jī)間需要通過(guò)齒輪箱進(jìn)行嚙合。

采用雙 PWM 換流器的全換相同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示?？刂葡到y(tǒng)與雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類(lèi)似。功率控制器根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸出有功控制指令給整流器。整流器根據(jù)有功控制指令改變發(fā)電機(jī)定子輸出電流，從而控制同步發(fā)電機(jī)的輸出電磁功率。逆變器維持直流側(cè)電壓和向電網(wǎng)輸出的無(wú)功功率恒定。

圖6 同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真框圖

永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)直接驅(qū)動(dòng)多極永磁同步發(fā)電機(jī)，省去了變速齒輪箱，利用整流器控制永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 實(shí)現(xiàn)恒頻/變速運(yùn)行，捕捉最大風(fēng)能。

4 仿真

按照本文所介紹的建模方法， 在 DigSILENT PowerFactory 上分別對(duì)異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、 雙 饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)和同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行建模，軸系系統(tǒng)采用兩質(zhì)塊模型。采用恒壓源模擬外部電網(wǎng)，輸出經(jīng)升壓變壓器接入系統(tǒng)。

4.1 變風(fēng)速條件下仿真

由圖7，8和 9可以看出， 相比異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，雙饋異步發(fā)電機(jī)和同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有較好的無(wú)功控制特性，在變風(fēng)速情況下，輸出的無(wú)功功率基本能夠控制在初始設(shè)定值附近 （一般設(shè)定為零）。 由于異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率，通常需要配置固定電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，在變風(fēng)速情況下，無(wú)功功率隨有功功率輸出的變化波動(dòng)較大。

異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速基本維持在略高于同步轉(zhuǎn)速，同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速基本等于同步轉(zhuǎn)速。由于采用變速運(yùn)行，相比于恒速風(fēng)機(jī)，變速風(fēng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤控制。

4.2 單相接地故障的仿真分析

圖7 異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)變風(fēng)速下的輸出功率和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速

圖8 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)變風(fēng)速下的輸出功率和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速

圖9 同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)變風(fēng)速下的輸出功率和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速

圖10 為采用 Crow-bar保護(hù)后的 5 MW 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)母線處發(fā)生A相接地短路故障后的電磁暫態(tài)仿真結(jié)果。由圖可以看出，在0 s發(fā)生故障后，雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)母線處A相、B相電壓降低，C相電壓升高，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流由于故障增大， 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加。在故障發(fā)生瞬間，Crow-bar保護(hù)動(dòng)作，轉(zhuǎn)子繞組短路，雙饋風(fēng)機(jī)可以等同于異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，有功輸出功率下降，同時(shí)吸收的無(wú)功功率增大。 0.15 s故障切除后， 并網(wǎng)母線電壓恢復(fù)正常， Crow-bar 保護(hù)在檢 測(cè)到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)端電壓和轉(zhuǎn)子電流恢復(fù)正常后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲動(dòng)作， 在 0.48 s 處打開(kāi)短接開(kāi)關(guān)， 經(jīng)過(guò)短暫功率波動(dòng)后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)恢復(fù)至故障前運(yùn)行水平。在整個(gè)故障期間，風(fēng)電機(jī)組仍能夠持續(xù)掛網(wǎng)運(yùn)行（風(fēng)電場(chǎng)輸出的有功功率下降）， 風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有一定的低壓穿越能力。

圖10 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障前后有功、無(wú)功功率和轉(zhuǎn)速

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)不同類(lèi)型風(fēng)電機(jī)組的仿真結(jié)果可知：

（1）在變風(fēng)速條件下， 雙饋異步發(fā)電機(jī)和同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有較好的無(wú)功控制特性，在系統(tǒng)需要和設(shè)計(jì)容量允許的范圍內(nèi)，可以參與系統(tǒng)的無(wú)功調(diào)控。

（2）相比恒頻/恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)， 變速風(fēng)機(jī)具有較好的調(diào)速特性，能夠?qū)崿F(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤控制，最大化利用了風(fēng)力資源。

（3）電網(wǎng)電壓大幅跌落時(shí)， 雙饋風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子電流突增幅值大， 超過(guò) Crow-bar 保護(hù)動(dòng)作值時(shí)保護(hù)動(dòng)作，三相轉(zhuǎn)子繞組被短接，雙饋風(fēng)機(jī)可以等同于異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，有功輸出功率下降，同時(shí)吸收無(wú)功功率增大。在 Crow-bar保護(hù)的配合下，風(fēng)電機(jī)組仍能夠持續(xù)掛網(wǎng)運(yùn)行 （風(fēng)電場(chǎng)輸出的有功功率下降），風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有一定的低壓穿越能力。

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（本文編輯：李文娟）

A Study on Transient Simulation M odel ofW ind Power Generation System

HUANG Cui
（Hangzhou Municipal Electric Power Bureau，Hangzhou 310009,China）

The paper summarizes transient simulation models in different wind power systems in detail,researches the dynamic simulationmodels including aerodynamic system,wind turbine shaft system,blade pitch control system and frequency converter.Taking double-fed wind turbine as an example,it researches the control system model of variable-pitch,constant-frequency/variable-speed wind power system.Finally,simulation modeling of asynchronous wind turbine,double-fed wind turbine and full phase changing synchronous wind turbine are performed with software DigSILENT PowerFactory.The dynamic characteristics of different types ofwind turbines are simulated under variable wind speeds.The results verify the validity of simulation model mentioned.

wind power generation；simulation； model；study

TM614

： A

： 1007-1881（2010）07-0022-05

2009-10-13

黃 萃（1974-）， 男， 浙江臨安人， 工程師， 華北電力大學(xué)在讀工程碩士，從事配電網(wǎng)工程施工管理工作。