独立离网光伏、仿真技术在风力发电系统中的应用

2 风能及风电机组仿真模型
    与常规发电机组（如火电、水电、核电）相比，风力发电机组的突出特点是输入能量不受控制，这一特点导致风力发电机组在构成上与常规发电机组有着很大的不同且呈现出多样化特点。我们知道，常规发电机组的机械能-电能转换装置普遍采用同步发电机，而并网型风电机组采用的发电机则形式多样，如恒速恒频同步/异步发电机、交/直/交发电机、磁场调制发电机、交流励磁双馈发电机等。因采用的发电机类型不同，相应的控制系统区别很大，电能参数随风能变化的特性也有很大的不同。
    仿真研究人员需要根据风力发电机组的特点开发针对性的仿真模型软件。限于篇幅，本文主要介绍共性部分的仿真。
2.1 典型风力发电机组的仿真模型总体结构
    在风电场中得到广泛应用的恒速风力机如图1 所示[2]，异步发电机将风轮吸收的机械能转化成电能，发电机转速随发电量的变化而在一定范围内变化，因转速变化范围很小（1%左右），通常称为恒速系统。恒速系统通常选用失速型调节方式。

    一种典型的变速风力发电机组见图2，它采用双馈异步发电机（DFIG）。发电机的定子线圈直接与电网相连，转子线圈则通过滑环和电力电子逆变器与电网连接。因此，当风速变化引起发电机转速变化时，通过控制转子电流的频率，可保持定子频率的恒定，进而实现风力发电机组的变速运行。在高风速条件下，通过调整叶片桨距限制风力机的输出功率。