独立离网光伏、仿真技术在风力发电系统中的应用

    1980 年代初，国外学者开始将仿真方法用于风电机组的的性能研究[1]，其后，仿真技术在风力发电系统的应用范围逐渐拓展。目前，从风电关键设备和控制系统的设计、制造、性能测试与研究，风电机组或风电场运行分析等各个方面均有仿真技术的应用。仿真技术的应用在很大程度上替代了传统的利用实际设备开展的设计检验等手段。主要的研究方向整理如下。
    1）风能特性仿真，反映风能的位置分布和时间变化特性。风特性仿真结果将用于风力发电机组或风电场的仿真分析中，是风电仿真研究的基础。
    2）风力发电机组仿真，仿真特定风力机组在风能变化下输出电能的变化规律，分析其特性，寻找设备本身存在的不足，提供改进建议。表征电能特性的参数主要包括有功功率、无功功率、电压和频率。
    3）控制系统仿真，建立待检验的控制系统的仿真模型和控制对象的仿真模型，建立模型间的相互联系。改变仿真风电机组的风能参数或工作状态，测试在各种不同运行方式下控制系统的动作特性和工作效果，寻找控制系统设计中存在的问题，改进设计后修正仿真模型进一步验证，直到控制系统满足设计和运行要求。
    4）风电场仿真，针对特定风电场的具体风能特性和实际（或规划设计）安装的风电机组情况，建立整个风电场的仿真模型。研究风能变化、风机介入或退出系统对风电场电能特性的影响，进而分析风电场建设的可行性，分析风电场不同运行方式下对电力系统的影响，或用于运行人员培训，提高风电场运行管理水平。
    国内利用仿真技术开展风电系统研究的起步较晚，公开发表的仿真研究成果不多，尚未形成气候。近几年情况在发生变化，更多的研究人员已经将仿真技术引入风电系统的研究工作中，相信近期内将会有更多的高水平仿真研究成果发表，并能有力促进风电产业的技术进步。