变速风力发电机组闪变研究：双馈异步发电机模拟与控制

"这篇论文主要探讨了双馈异步发电机在变速风力发电机组中产生的闪变问题。通过对MW级变速风力发电机的双馈异步发电机在PSCAD/EMTDC仿真工具中建立的模型进行研究，分析了闪变在连续运行中的产生机理。文中特别关注了闪变排放与平均风速、风切变强度、电网短路容量以及电网阻抗角之间的关系。此外，还将变速风力发电机与固定速度风力发电机进行了对比，揭示了这些因素对闪变排放的影响差异。通过控制双馈异步发电机的输出无功功率，实现了对闪变的有效抑制，仿真结果证实了这种方法的有效性，无论平均风速、湍流强度还是短路容量比如何变化。" 在风力发电领域，双馈异步发电机（DFIG）因其能在宽范围内调节转速以适应风速变化而被广泛应用。然而，这种发电机在并网运行时可能会引起电网的电压波动，即“闪变”现象，这对电力系统的稳定性和用户用电质量有负面影响。论文首先构建了一个MW级别的变速风力发电机的双馈异步发电机的详细仿真模型，使用的是PSCAD/EMTDC这一强大的电力系统仿真软件。 研究发现，闪变排放量受到多个因素的影响。平均风速的增加会改变风力发电机的功率输出，从而影响闪变水平。风切变强度则反映了风速在空间上的不均匀性，更高的风切变会导致发电机输出更不稳定的功率，加剧闪变。电网的短路容量和阻抗角也对闪变有显著影响，它们影响了发电机与电网的电气连接特性，进而影响电压稳定性。 论文还比较了固定速度风力发电机与变速风力发电机的闪变特性。在固定速度风力发电机中，由于其不能根据风速变化灵活调整转速，所以闪变问题可能更为突出。而变速风力发电机通过双馈异步发电机的控制策略，可以有效地调整输出无功功率，以减轻闪变问题。 最后，论文通过仿真验证了通过控制双馈异步发电机的输出无功功率来减少闪变的方法是切实可行的。这种方法对于不同条件下的闪变抑制都有良好的效果，无论风速、风切变强度或电网条件如何变化，都能保持电网电压的稳定性。 这篇研究提供了深入理解双馈异步发电机在变速风力发电机组中产生闪变的关键信息，并提出了有效的控制策略，对于提高风能并网的电能质量具有重要意义。