獨立離網光伏、仿真技術在風力發電系統中的應用

2 風能及風電機組仿真模型
    與常規發電機組（如火電、水電、核電）相比，風力發電機組的突出特點是輸入能量不受控制，這一特點導致風力發電機組在構成上與常規發電機組有著很大的不同且呈現出多樣化特點。我們知道，常規發電機組的機械能-電能轉換裝置普遍采用同步發電機，而并網型風電機組采用的發電機則形式多樣，如恒速恒頻同步/異步發電機、交/直/交發電機、磁場調制發電機、交流勵磁雙饋發電機等。因采用的發電機類型不同，相應的控制系統區別很大，電能參數隨風能變化的特性也有很大的不同。
    仿真研究人員需要根據風力發電機組的特點開發針對性的仿真模型軟件。限于篇幅，本文主要介紹共性部分的仿真。
2.1 典型風力發電機組的仿真模型總體結構
    在風電場中得到廣泛應用的恒速風力機如圖1 所示[2]，異步發電機將風輪吸收的機械能轉化成電能，發電機轉速隨發電量的變化而在一定范圍內變化，因轉速變化范圍很小（1%左右），通常稱為恒速系統。恒速系統通常選用失速型調節方式。

    一種典型的變速風力發電機組見圖2，它采用雙饋異步發電機（DFIG）。發電機的定子線圈直接與電網相連，轉子線圈則通過滑環和電力電子逆變器與電網連接。因此，當風速變化引起發電機轉速變化時，通過控制轉子電流的頻率，可保持定子頻率的恒定，進而實現風力發電機組的變速運行。在高風速條件下，通過調整葉片槳距限制風力機的輸出功率。