永磁直驱风电机组并网系统的建模与仿真研究

文 | 孙攀，陶保震，袁博，李力
　　从目前风力发电技术发展来看，并网型发电机组可分为两类：恒速恒频型（CSCF）与变速恒频型（VSCF）。由于，恒速恒频发电系统其发电效率较低，且在运行过程中承受的机械应力较大，相应的装置成本较高，自20 世纪80年代以来，这种恒速恒频风力发电方式逐渐被变速恒频型所取代。变速恒频型风电机组是利用先进的变速和变桨技术，根据风速变化时风电机组的输出特性调节发电机转速处于相应的最佳值从而最大限度地捕获风能，提高风力发电效率的同时大大降低了系统的机械应力和装置成本。
　　目前国内外的变速恒频型并网风电机组主要有两种：双馈风电机组（DFIG）与永磁直驱风电机组（PMSG）。双馈风力发电系统是由风电机组、齿轮箱、双馈发电机、变流器等组成。其中双馈电机的定子端直接与电网相连，而转子端通过变流器连接到电网。直驱式风力发电系统是采用风电机组直接驱动多级永磁同步发电机、省去了容易发生故障的齿轮箱，使系统发电效率得到了提高，并且大大降低了噪声对环境的污染。正因为永磁直驱风力发电系统在拓扑结构、成本、经济效益以及应对电网故障等方面具有独特的优势，永磁直驱风电机组在风力发电系统中的运用将越来越广泛。