第２７卷第３期 ２０１７年５月 黑龙江科技大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ０ｌ＿２７ ＮＯ．３ Ｍａｖ ２０１７ 风速波动下变速机组风电场的单机等值建模方法 苏勋文 ， 秦浩宇 ， 杨荣峰 ， 岳红轩。 （１．黑龙江科技大学电气与控制工程学院，哈尔滨１５００２２；２．哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院， 哈尔滨１５０００１；３．许继集团有限公司，河南许昌４６１０００） 摘要：由于风电机组的输出功率滞后于风速波动，等值风计算不能反映实际工况，采用Ｄｉｇ— ＳＩＬＥＮＴ／Ｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒｙ搭建变速机组风电场详细模型和单机等值模型，研究风速波动下双馈机组和 直驱永磁机组风电场模型的并网点输出特性。研究表明：对于双馈机组风电场，与详细模型相比， 单机等值模型会出现一定误差；对于直驱永磁机组风电场，使用等值风的优于使用平均风的等值模 型。利用单机表征法建立的风电场等值模型与详细模型的动态响应基本一致。该研究验证了单机 等值方法的有效性和适用性。 关键词：变速机组；风电场；风速波动；等值 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—７２６２．２０１７．０３．００５ 中图分类号：ＴＭ３１５ 文章编号：２０９５—７２６２（２０１７）０３—０２２８—０５ 文献标志码：Ａ Ｓｉｎｇｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ ｗｉｔｈ ｖａｒｉａｂｌｅ ｓｐｅｅｄ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ ｕｎｄｅｒ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ Ｓｕ Ｘｕｎｗｅｎ ，Ｑｉｎ Ｈａｏｙｕ ，Ｙａｎｇ Ｒｏｎｇｆｅｎｇ ，Ｙｕｅ Ｈｏｎｇｘｕａｎ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈａｒｂｉｎ １５００２２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｘｕｊｉ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｘｕｃｈａｎｇ ４６１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｅｅｋｓ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ａｎ ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｓｉｍｐｌｅ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｍｅｔｈ— ｏｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｉｎｖｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ：ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｐａ— ｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｗｉｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｏｄｅｌ；ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ａｎｄ ａ ｓｉｎｇｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＤＩｇＳＩＬＥＮＴ／Ｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒｙ； ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ａｔ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｗｉｔｈ ｄｏｕｂｌｙ ｆｅｄ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒａ— ｔｏｒ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｄｒｉｖｅｎ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ ｕｎｄｅｒ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈａｔ，ｉｎ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｗｉｔｈ ｄｏｕｂｌｙ ｆｅｄ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ， ｗｈｅｒｅ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ ｏｐｅｒａｔｅｓ ａｔ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｐｏｗｅｒ ｌａｇｇｉｎｇ ｂｅｈｉｎｄ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ，ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｗｉｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆａｉｌｓ ｔｏ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；ｔｈｅｒｅ ｏｃｃｕｒｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｅｒｒｏｒ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｃｏｍｐａｒｅｄ：ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｗｉｎｄ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｗｉｎｄ ｆｏｒ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｗｉｔｈ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｄｒｉｖｅｎ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ；ａｎｄ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｉｓ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｓａｍｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｖｅｒｉｉｆｅｓ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖａｒｉａｂｌｅ—ｓｐｅｅｄ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ；ｗｉｎｄ ｆａｒｍ；ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ；ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ 收稿日期：２０１７一ｏ４一Ｏ３ 基金项目：国家电网公司科技项目（ＳＧＳＤＤＫ００ＫＪＪＳ１５００１５５）；国家自然科学基金项目（５１６７７０５７）；哈尔滨市科技创新人才研究专项资金 （青年后备）项目（ＲＣ２０１５ＱＮ００７０１９）；博士后研究人员落户黑龙江科研启动项目（ＬＢＨ—Ｑ１５１２５） 第一作者简介：苏勋文（１９７６一），男，山东省日照人，副教授，博士，研究方向：风电场等值建模，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｘｕｎｗｅｎ＠１６３．ＣＯｌｌｌ。 第３期 苏勋文，等：风速波动下变速机组风电场的单机等值建模方法 ２２９ ０ 引 言 随着我国新能源的大力推广，大型风电场给电 力系统的安全稳定运行带来了巨大挑战。为探索其 影响需要进行大量的风电场并网仿真分析，因此，风 电场动态等值建模理论与方法已成为亟待解决的基 础性和应用性研究课题＿１。Ｊ。相比故障分析，风速 波动下风电场的动态等值建模方法研究较少。对于 定速机组风电场，文献［８］指出，当风电场风速差异 较大时，风速波动下利用常用动态等效建模方法得 到的定速机组风电场等效模型会存在一定的无功功 率误差。为此，文献［９］提出了定速机组风电场变 参数等值方法。对于占市场份额较大的变速机组风 电场（即双馈机组风电场和直驱永磁机组风电场）， 文献［１０］给出了双馈机组风电场单机等值建模方 法，该方法考虑了风机组在不同风速情况下风能利 用系数不同的特点，将风能利用系数描述为风速的 分段函数并将其作为权值对风速加权等值。但该方 法没有考虑风机惯性的影响。文献［１１—１７］分别 给出了双馈机组风电场和直驱永磁机组风电场的多 机等值模型。对于风速波动下风电场的多机等值模 型，当风速条件变化后，其分群结果也会随之变化， 因此，工程中常用的还是风电场单机等值模型。单 机等值模型具有仿真快速、模型简单的优点。为此， 笔者首先给出风速波动下双馈机组风电场和直驱永 磁机组风电场的单机等值建模方法，然后利用风电 场详细模型和等值模型的仿真分析探讨单机等值方 法的可行性。 １ 双馈风电场单机表征方法 利用变速风电机组的变频器控制特性，可使风 电机组无功输出设定为零，这样不存在定速机组风 电场等值的无功问题。图１给出了单机表征的双馈 机组风电场等值模型。 等值双馈风电机组 等值电缆并网点 一等值风速’卜 — 等值变压器 图１ 单机表征的双馈机组风电场等值模型 Ｆｉｇ．１ Ｓｉｎｇｌｅ－ｍａｃｈｉｎｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｗｉｔｈ ＤＦＩＧ 假定风电场中每台风电机组的容量和参数相 同，下面给出图１中等值双馈风机组的参数（有名 值）的计算公式 。 （１）双馈风机参数。 ｆｓ ＝ ，ｋ ＝ ， ＝ ， ＩＸ２，ｅｑ－Ｘ２ ￣Ｒｌ，ｅｑ－ Ｒｌ，Ｒ 州＝ Ｒ２， 式中：Ⅳ一风电场双馈风电机组台数； Ｓ——单台双馈风电机组容量； ——双馈风机定子电抗； ：——双馈风机转子电抗； ——双馈风机定子电阻； ——双馈风机转子电阻； ——双馈风机激磁电抗。 （２）双馈风电机组轴系参数。 ＨＧ＝ Ｇ， ，。ｑ，。ｑ＝啷，Ｋｏｑ＝ＮＫ， 式中： ——双馈风力机的惯性时间常数； Ｈ ——双馈发电机的惯性时间常数； 双馈风电机组的轴系刚度系数。 （３）机端变压器参数。 Ｚ Ｊｓ ｑ＝ Ｔ， ，ｅｑ＝ ， 式中：Ｓ ——机端变压器容量； ｚＴ——机端变压器阻抗。 （４）功率策略模块基准容量。由于控制参数为 标幺值，因此等值前后的大部分控制参数不变，需要 变化的是功率测量模块的有功功率测量模块和无功 功率测量模块的等值基准容量。 ＳＰｑ＝ＮＳｐ，ＳＱ， ， ｑ＝ Ｑ， 式中：ｓ ——等值前单台风机的有功功率测量环节 的基准容量； ５ ——等值前单台风机的无功功率测量环节 的基准容量。 （５）变频器无功功率控制参考值。 Ｑ吐。 ： Ｑ ｒｅｆＩ ， 式中：Ｑ ——双馈风机变频器的无功功率控制参 考值。 其中，下标ｅｑ表示风电场等值成一台机组后参数， 下标ｉ表示第ｉ台双馈风电机组。这里风电机组的 容量相同，则等值风机无功控制参考值为Ⅳ倍的单 机无功控制参考值。 （６）风电场内等值电缆。等值电缆的参数有电 阻、电抗和电容，电阻和电抗的数值较小，可以忽略， 只需计算等值电缆电容即可。其求取原则是假设风 电场内电压相等，等值电缆电容等于等值前风电场 内电缆的充电电容之和。 ２３０ 黑龙江科技大学学报 第２７卷 （７）等值风速的求取。当处于高速区，所有风 电机组额定输出时，等值风速是平均风，计算方法为 ｌ ｅ １ 式中：Ｕｉ——第ｉ台风机风速。 当风机不在高风区时，需要考虑风速和输出功 率的非线性关系。首先，已知风电场内每台机组的 风速和风机功率曲线，可得出每台双馈风机的输出 功率，然后求和，除以风机台数Ⅳ，最后通过风机功 率曲线反推可以求取等值双馈机组的等值风速。具 体如下，等值前风电场内第ｉ台双馈风电机组的输 出功率Ｐ 为 Ｐ ＝ ）， 式中 产一风速一功率特性曲线的对应关系。 等值双馈机组的等值风速为 ＿厂 （ ）。 ２ 直驱永磁风电场单机表征方法 假定直驱永磁风电场也是由Ⅳ台同型号、同参 数的风机组成，图２给出了单机表征的直驱永磁机 组风电场等值模型 埔 。 堑佶阿沽１ｆ Ｉ＼等 机墨一电抗器 网Ｉ等值直 Ｉ毖 图２中单机表征的等值风机模型的参数（有名 值）的获取方法如下。 （１）等值发电机。 Ｘ ｍＸ １Ｓ￣ｑ＝ＮＳ， ＝， ｌＩｅ ＝， Ｒ１．ｅ ＝ ＲＩＸ ｌｔＸ ２， 。 ，Ｘ２ｄ ｅｑ＿＿， Ｘ２ Ａ２ｔｔ ｄ，ｅ＝ ＝ ， 式中： ——等值前风机定子电抗； Ｒ。——等值前风机定子电阻； ——等值前风机ｄ轴暂态电抗； ——等值前风机ｇ轴暂态电抗； ——等值前风机暂态电抗； ——等值前风机ｄ轴次暂态电抗； ——。等值前风机ｇ轴的次暂态电抗。 （２）等值风机变频器的电抗器。 Ｚ ．ｓＤＩｅｑ＝ Ｄ， ．ｅｑ＝ ， 式中：Ｓｎ——电抗器容量； ｚ ——电抗器阻抗。 （３）风机变换器。风机变换器有容量和直流电 容两个参数需要等值，利用求和的方法，可得： Ｓ。ｑ＝ＮＳ，Ｃ。ｑ＝ＮＣ， 式中： 。——等值变换器容量； ｃ ——等值直流电容。 等值模型中直驱永磁风机轴系、机端变压器、功 率策略模块基准容量、等值风速的求取、无功功率参 考值、电缆充电电容的参数求取方法与双馈机组等 值模型的参数求取方法相同。 ３ 仿真分析 ３．１双馈机组风电场 在ＤＩｇＳＩＬＥＮＴ／Ｐ０ｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒｙ中建立了双馈机组 风电场模型，图３是风电场算例的结构示意。该风电 场由３０台双馈风电机组组成，其低电压穿越控制采 用Ｃｒｏｗｂａｒ保护，风电机组经机端变压器 （３５ ｋＶ／６９０ Ｖ）和电缆连接到风电场并网点（ＰＣＣ） 上，并通过风电场出口变压器（１１０ ｋＶ／３５ ｋＶ）和架空 线路连接到外部电网。双馈风电机组额定功率为 ２ ＭＷ，额定电压为６９０ Ｖ，额定频率为５０ Ｈｚ，定子电 阻、转子电阻、激磁电抗、定子电抗、转子电抗标幺值 分别为０．Ｏ１、０．Ｏ１、３．５、０．１和０．１；风力机和发电机 的惯性时间常数分别为４．３和０．９Ｓ，轴系刚度系数 双馈风电机组 速 图３双馈机组风电场系统单线结构 Ｆｉｇ．３ Ｓｉｎｇｌｅ Ｈｎｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｗｉｔｈ ＤＦＩＧ 第３期 苏勋文，等：风速波动下变速机组风电场的单机等值建模方法 ２３１ 标幺值为１，阻尼系数忽略不计；机端变压器容量为 ２．５ ＭＶ・Ａ，短路电压百分比为６％；出口变压器容量为 ８０ ＭＶ・Ａ，短路电压百分比为１１％。为了便于计算，设 ＰＣＣ与其直接相连风机间电缆长度为１ ｋｍ，风机间电缆 长度为０．６ ｋｍ。单位电缆电阻为０．０２２ １ ｆＶｋｍ，电抗为 动期间风电机组的分群始终不变的情况。因此，分 群等值法也不能解决问题。 ０．１１３ ＤＶｋｒｎ，电纳ｙ￣ｆｏ４．８２３ ｏＳ／ｋｍ。 风电场的风速考虑尾流效应和时滞的影响。假 定风向由下向上吹过风电场，每排风电机组的风速 相同，图４给出了详细模型中第一排５号风电机组 的风速、输出有功功率以及输出无功功率动态特性， 利用文中给出的单机表征等值方法得到的等值模 型。图５给出了风速波动下风电场详细模型、等值 风作用下的等值模型在并网点ＰＣＣ处有电压、有功 功率以及无功功率的动态响应过程曲线。 图４ ５号机组的输出特性 Ｆｉｇ．４ Ｏｕｔｐｕｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ Ｎｏ．５ 由图４可见，由于控制和转子惯性等原因，风电 机组的输出功率滞后于风速，如图４中９０和９８ Ｓ时 风速是１０．２ ｍ／ｓ，对应的输出输出功率分别是１．６９ 和１．４６ ＭＷ，由此可见，同样是相同的风速在上升 期间和下降期间对应的风电机组的输出功率并不相 同，因此，等值风计算将存在误差。另外，从图５中 也可以看出，风电场等值模型和风电场详细模型会 出现一定的误差。所以风速波动下利用等值风建立 的单机表征模型在双馈机组风电场的应用存在一定 的误差。分群等值是一个解决方法，但该方法只适 合风速吹过风电场每排风速相同的情况（即分群情 况始终不变），如果是山地风电场，很难找到风速波 图５风速波动下双馈机组风电场并网点动态响应 Ｆｉｇ．５ Ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ａｔ ｐｃｃ ｕｎｄｅｒ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ ３．２直驱永磁机组风电场 在ＤＩｇＳＩＬＥＮＴ／ＰｏｗｅｒＦａｃｔｏｒｙ中建立了直驱永磁 机组风电场模型和单机表征的等值模型。图６是建 立的风场结构示意。由图６可见，风速由左向右吹， 风机分三排，每排三台风机，共九台风电机组，从图 中红色部分可以看出，风机和机端变压器（３５ ｋＶ／ ３．３ ｋＶ）相连，经电缆连接到汇流母线，并通过风电 场出口变压器（１１０ ｋＶ／３５ ｋＶ）和ＰＣＣ母线连到外 部电网。风电机组额定功率为１．５ ＭＷ，额定电压 ３．３ ｋＶ，机组参数取自软件自带模型。机端变压器 容量为１．７ ＭＶ・Ａ，短路电压百分比为６％；出口变 压器容量为５０ ＭＶ・Ａ，短路电压百分比为１１％。 ＰＭＳＧ ， ９ 图６直驱永磁机组风电场系统单线 Ｆｉｇ．６ Ｓｉｎｇｌｅ ｌｉｎｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｗｉｔｈ ＰＭＳＧ 由图６可见，风吹过风电场时，每排风机的风速 相同，由于尾流和时滞影响，前后排风机的风速不 ２３２ 黑龙江科技大学学报 第２７卷 同。图７给出了三排风机的风速（图中１、２、３表示 第１排、第２排、第３排风机），利用第１节方法计算 得等值风速（红色短横线）及三排风速的平均风（黑 由图８可见，与详细模型相比，平均风的等值模 型得到的动态曲线有较大误差，而等值风速的等值 模型得到了与风电场详细模型基本一致的动态响 色点线）。图８为等值风和平均风的等值模型与风 电场详细模型在并网点ＰＣＣ处有功功率、无功功率 以及电压的动态响应。图９为风电场第一排１号风 电机组的风速、输出有功功率动态特性。 应，从而证实了风速波动下单机表征法的有效性。 另外，由图９可见，与双馈风电机组不同，直驱永磁 风电机组的输出功率只是略微滞后于风速，这样等 值风计算的误差较小。因此，风速波动下风电场单 机表征方法适用于直驱永磁机组风电场的等值 建模。 ４ 结 论 ｚ，ｓ （１）提出了风速波动下双馈机组风电场和直驱 永磁机组风电场的单机等值建模方法，给出了模型 图７各种风速的波动曲线 Ｆｉｇ．７ Ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ 等值参数和等值风的求取方法。 （２）对于双馈机组风电场，由于机组惯性风电 机组的输出功率滞后于风速风速波动，等值风计算 不能反映实际工况，得到的单机等值模型与详细模 型相比会出现一定的误差。 （３）对于直驱永磁机组风电场，等值风的风电 场等值模型优于平均风的等值模型；利用单机表征 法建立的风电场等值模型得到了与风电场详细模型 基本一致的动态响应。 参考文献： ［１］ Ｂｒｏｅｈｕ Ｊ，Ｌａｒｏｓｅ Ｃ，Ｇａｇｎｏｎ Ｒ．Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｎ￣ｅ—ａｎｄ ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ ｍａｃｈｉｎｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓ ｆｏｒ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ ￡，ｓ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，２０１１，２６（２）：５３２—５４１． 图８风速波动下直驱永磁机组风电场并网点的动态响应 Ｆｉｇ．８ Ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ａｔ ｐｃｃ ｕｎｄｅｒ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ ［２］ 陈树勇，王［３］栗然，唐聪，申洪，等．基于聚类算法的风电场动态等 值［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１２，３２（４）：１１—１９． 凡，刘英培，等．基于自适应变异粒子群算法的 双馈风电机组等值建模［Ｊ］．电力系统自动化，２０１２，３６（４）： ２２—２７． ［４］ 米增强，苏勋文，杨奇逊，等．风电场动态等值模型的多机表 征方法［Ｊ］．电工技术学报，２０１０，２５（５）：１６２—１６９． ［５］ 米增强，苏勋文，余［６］陈洋，等．双馈机组风电场动态等值模型 研究［Ｊ］．电力系统自动化，２０１０，３４（１７）：７２—７７． 钊，夏安俊，汪宁渤，等．适用于低电压穿越仿真的风电 场内集电线路等值方法［Ｊ］．电力系统自动化，２０１６，４０（８）： ５１—５５． ［７］ 晁璞璞，李卫星，金小明．关于双馈风电场动态等值的认识 和探讨［Ｊ］．电力系统自动化，２０１６，４０（１２）：１９４—１９８． ［８］ 苏勋文，米增强，王毅．风电场常用等值方法的适用性及 其改进研究［Ｊ］．电网技术，２０１０，３４（６）：１７５—１８０． ［９］ 苏勋文，徐殿国， 树坡．风速波动下风电场变参数等值建 Ｉ模方法［Ｊ］．电工技术学报，２０１３，２８（３）：２３１—２３８． ｓ ［１Ｏ］李洪美，万秋兰，向昌明．考虑风速的风电场等值方法［Ｊ］． 电力自动化设备，２０１３，３３（１）：１２１—１２３． 图９ １号机组的输出特性 Ｆｉｇ．９ Ｏｕｔｐｕｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ Ｎｏ．１ （下转第２５０页） ２５０ 黑龙江科技大学学报 第２７卷 图９是ＰＩ调节器与重复控制器共同使用后的 仿真图形。 在最大功率点位置。采用重复控制与Ｐｌ控制相结 合的方法可以解决扰动问题。 （２）ＳＶＰＷＭ调制策略提高了直流电压利用率。 Ｍａｔｌａｂ模型的仿真结果证明了整个系统的稳定性。 ≤ 参考文献： ［１］ 王逸超，罗安，金国彬，等．单相ＬＣＬ型并网逆变器新型谐波 阻尼策略［Ｊ］．中国工程电机学报，２０１４，３４（３）：５８０３—５８１０． ￡，８ ［２］ 张胜权．三相光伏并网逆变器控制策略研究【Ｄ］．哈尔滨：哈 尔滨工业大学，２０１３ ［３］ 李月芳，周皓．基于ＬＣＬ光伏逆变器并网电流的重复控制 ［Ｊ］．电气传动，２０１６，４６（９）：３９—４３． 图９输出的有功及无功功率 Ｆｉｇ．９ Ａｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｏｕｔｐｕｔ ［４］ 刘萌，王印松，宋雨倩，等．基于模型参考电导增量法的光 凤．改进型扰动观察法在光伏ＭＰＰＴ中的研究 由图９可以看出，输出的波形有明显的改善，并 网电流与电网电压同频同相，谐波较少，ＴＨＤ为 ３．１８％，满足并网要求，输出功率几乎维持在１０ ｋＷ 附近，无功功率在０ ｋＷ附近，很好抑制了电网的周 期性扰动，达到控制效果，提高了系统的稳定性。 伏电池ＭＰＰＴ控制［Ｊ］．电力科学与工程２０１３，２９（１）：１６—２０． ［５］荣德生，刘［６］ 张［Ｊ］．电力系统及其自动化学报２０１７，２９（３）：１０２一ｌ１０． 杰，陈道炼，江力辉，等．新颖的三相Ｂｏｏｓｔ型光伏逆变 器［Ｊ］．中国工程电机学报，２０１７，３７（８）：２３２８—２３３８． ［７］陆磊磊．三相光伏并网型逆变器的设计研究［Ｄ］．哈尔滨：哈 尔滨工业大学，２０１２． ［８］ 孙文山．基于ＳＶＰＷＭ的三相光伏并网逆变器的研究与设计 ［Ｄ］．天津：天津大学，２０１１． ［９］Ｒｅｎ Ｙｕｙａｎ，Ｇａｏ Ｊｉｎｌｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇ Ｃｕｎｆａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｓｗｉｔｈｃｈｉｎｇ ｌｏｓｓｅｓ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｒｅｅ－・ｐｈａｓｅ ＰＶ ｓｒｉｄ——ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ５ 结 论 针对三相光伏并网逆变器进行了分析与设计， 分别从光伏电池工作特性、模糊控制来实现ＭＰＰＴ 技术、空间矢量的脉宽调制方法、主电路拓扑结构与 ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０１４，４８（３）：７—９． 【１Ｏ］ 陈曦．三相光伏并网逆变器的研制及并网控制策略研究 ［Ｄ］．济南：山东大学，２０１３． 重复控制的工作原理等方面进行了介绍研究。 （１）模糊控制算法能够保证光伏逆变电池工作 （编辑晁晓筠校对李德根） （上接第２３２页） ［１ １］ Ｍｅｒｃａｄｏ—Ｖａｒｇａｓ Ｍ Ｊ，Ｇ６ｍｅｚ－Ｌｏｒｅｎｔｅ Ｄ，Ｒａｂａｚａ Ｏ．Ａｇｇｒｅｇａｔｅｄ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ 等值［Ｊ］．电网技术，２０１２，３６（１２）：２２２—２２７． ［１６］ 余娟，刘珏麟，陈涛，等．考虑潮流及灵敏度一致性的 ［Ｊ］．Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ，２０１５，８３：１２８７—１２９８． ［１２］ 曹娜，于群．风速波动情况下并网风电场内风电机组分 风电场静态等值新方法［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１５，３５ （１３）：３２３１—３２３８． 组方法［Ｊ］．电力系统自动化，２０１２，３６（２）：４２—４６． ［１３］ 付蓉，谢俊，王保云．风速波动下双馈机组风电场动态 ［１７］ 周明，葛江北，李庚银，等．基于云模型的ＤＦＩＧ型风电场 动态电压等值方法［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１５，３５（５）： １０９７—１１０５． 等值【Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１２，４ｏ（１５）：１—６． ［１８］ 苏勋文．风电场动态等值建模方法［Ｄ］．保定：华北电力大 学，２０１０． ［１４］ 徐玉琴，浩，王娜．计及尾流效应的双馈机组风电场等值 建模研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１４，４２（１）：７０—７６． ［１５］ 高峰，赵东来，周孝信，等．直驱式风电机组风电场动态 （编辑晁晓筠校对王冬）
