1、PSS/E 仿真报告一 参数选择1 基准选择: =100 ， =230 ， =50bSMWbUkVfHZ2 线路参数选择：(1)与三阶发电机相连侧线路：采用 220kV 下的典型输电线路参数， 220 线路km的标幺值经过换算如下， =0.027 ， =0.15 ， =0.29RpuXpuBpu(2)风电机侧线路，如图 1 所示， ； ；025.1X25.01； ， ，puB05.21pue05.pue pue.图 1：风电并网结构图3 变压器参数选择：(1)三阶发电机侧变压器参数选择，选择电力变压器型号为 SSPL-63000/220，额定容量为 63000 ，额定电压 242 2 2.5%
2、 ，低压 10.5 ，短路损耗 404kVAkVk，空载损耗 93 ，短路电压 14.45%，空载电流 2.41%，经过计算：kW96.5310242NKTSUPR3.1.%22kTXSUPGNT 6220 058.4191SIBT 5220 1.63.再经基准值折算puRT0127.396.52X53914puGT 42610.8058. BT 37.19.225(2)靠近母线侧变压器 ， ；靠近风机侧变压器； ，0tRpuXt1. 0teR；puXte05.4 发电机参数的选择：， ， ， ， ，sec60dTsec06.d sec5.0qTsec12.0qTpuXd8.1， ， ， ，
3、，puX35.puX23 puX7175q260l17二 发电机模型建立1 三阶发电机模型的建立PSS/E 中 CGEN1 模型又称三阶等值电路模型，可以最为精确地模拟发电机的转子结构，且更好地适应发电机参数辩识的需要，其等值电路如图 1 所示。由图 2 还可以发现，CGEN1 模型的 d 轴和 q 轴是相互独立的，所以，模拟 将不存在任何问题。这也就有效地解决了 PSS/E 的次暂态模型qdXCGENSAL、GENSAE、GENROU、GENROE 均假设 可能给稳定计qdX算所带来的不精确。实际上，假设 对稳定结果的影响很小，且在实际qdX系统中，发电机的 相差本身就很小(对隐极机尤为如此
4、 )，所以，假设qdX与对工程应用而言也是许可的。 图 2：CGEN1 等值电路通用发电机模型 CGEN1 各参数与一般形式的参数对应关系如下。d 轴参数： laLadldf 1 fdaldk LL10dfafTr01dfdakkdLrq 轴参数： laLaqlqkL13 311kqalqk LL033qkakqTr0)3(1qkqadkkqTLrCGEN1 模型中的某些参数必须大于零，其它参数可取任意值，由此，通过对 CGEN 1 模型中某些参数的设定 (零或无穷大)，可以构造出所需要的双轴模型 。 (1) 隐极机次暂态模型，即考虑 电势变化的六阶模型。从等值,dqdqE电路看，令 )为无穷
5、大，即与隐极机次暂态模型的等值电2()()2()(,kdkqLR路相同 ； 为零，作用相同。)2()()2()(,kdkqLR(2) 凸极机次暂态模型，即考虑 电势变化的五阶模型，在六阶模型,dqE基础上令为 无穷大。3,kq(3) 隐极机暂态模型，即考虑 电势变化的四阶模型。与隐极机次暂态模,dq型的处理方法一样，可在六阶模型基础上令 为无穷大或零。)1()()1()(,kdkqLR(4) 凸极机暂态模型，即考虑 电势变化的三阶模型。可在四阶模型基础上令qE为无穷大。)3()(,kqLR将计算的参数输入 CGEN1 卡，如图 3 所示，图 3 ：CGEN1 卡2 单机无穷大系统模型的建立图4
6、:：发电机转子传递函数如图 4 所示选择 GENCLS 为单机无穷大系统模型，并设置 Inertia H=10s 。3 风电机模型的建立WT3 模型采用的是目前国内最常用的双馈感应电机，如图 5 所示。该双馈感应电机主要由风力机、齿轮箱、双馈感应发电机、变流器等组成。发电机定子绕组与电网直接耦合相连，转子回路通过 AC/DC/AC 换流器与电网相连，实现了有功和无功功率的解耦控制。发电机向电网输出的功率由 2 部分组成，即直接从定子输出的功率和通过逆变器从转子输出的功率。WT3 模型主要用于风力发电机接入电网的相关研究工作。图 5：双馈感应电机 WT3 通用风机模型包含 4 个部分：发电机换流
7、器模型 WT3G、电气控制模型WT3E、机械控制风力机模型 WT3T 以及桨距控制模型 WT3P，这 4 部分的相互关系如图6 所示。图中：Ipcmd 为控制有功的电流命令值；Uqcmd 为控制无功的电压命令值；Pord和 Qord 分别为有功和无功功率指令值。 图6：WT3 模型的连接关系 以 WT3G 模型为例，WT3G 控制模型用一个锁相环使发电机转子电流和定子电流保持同步。模型中机端电压 为参考相量， 为注入电流，其中有功电流分量与 同相位，tVscorI tV无功分量与 正交。T 表示发电机参考系和电网参考系之间的转换矩阵。填写 WT3G，如t图7所示，单台风机输出有功功率为 ，一共
8、10台机组，共输出有功功率 。MW5.1 MW5.1图7：WT3G 卡三 仿真结果全网潮流计算结果：如下图8图8：基于母线的潮流报告发电机正常运行1s，在双回线路上10%处发生三相短路故障，持续0.1s，然后切除故障，正常运行到8s，扰动设置如图9所示图9：三相短路故障图10：发电机功角曲线在系统发生三相短路后，由于系统的结构或参数发生了较大的变化，系统的潮流及各发电机的输出功率发生了较大的变化，从而破坏了原动机和发电机之间的功率平衡，在发电机转轴上产生不平衡转矩，导致转子转速变化。这样，不同发电机转子之间将产生相对运动，而转子之间相对角度的变化又反过来影响各发电机的输出功率，从而使各个发电机
9、的功率、转速和转子之间的相对角度继续发生变化。这样循环下去可能使系统中的发电机功角超越稳定极限造成失稳。但是由于 ，当转子转速高于同步转速时，阻尼功率为0D正，即发电机多送出电磁功率，阻止转速升高，图10所示，功角出现衰减的震荡的情况，在1s 时出现故障，1.1s 切除故障，功角波动持续45s 后趋于稳定。图 11：发电机端电压曲线如图 11 所示，在 01s 时，发电机端电压为标幺值 1，11.1s 突然发生三相短路故障，电压突然跌落，然后 1.1s 后故障切除。WTG 有功图 12：WTG 有功功率曲线在 11.1s 后发生故障，后故障切除，发电机有功出力恢复，有功功率随功角波也进行波动，最后趋于平稳，发出 15MW 的功率，如图 12 所示。WTG 无功图 13：WTG 无功功率曲线由于发生故障，系统电压暂时降落，发电机从系统吸收无功功率，用来阻止端电压降低，如图 13 所示。图 14：WTG 端电压曲线风电机电压故障前和普通发电机的曲线相同，但由前面仿真所示，风电机从系统吸收无功用来阻止电压降落，1.1s 后三相故障切除，但由于无功控制策略有延时，风电机继续从系统吸收无功，导致电压会高于额定电压，此时高于基准值，通过电压控制和无功控制策略的平衡，使风电机出口电压逐渐趋于额定电压。
