永磁直驱风电机组偏航系统(双馈与直驱风电机组的小干扰稳定性对比分析)
随着大规模电网的互联，弱联络线引起的振荡不容忽视。大规模风电场接入将如何影响对，原有系统的振荡模式，阻尼比是增大还是减小，风电场接入是否有利于系统的小干扰稳定等。不同的风电机组类型和容量比对对电网小信号稳定性有不同的影响。为了大规模利用风能，有必要研究这些因素对对电力系统静态稳定性的影响。
目前，国内外专家学者对并网风力发电技术的各个方面做了大量有意义的研究，对文献[10]根据不同容量下风电场的系统稳定性提出了风电场对-free安全容量的概念。文献[11]总结了目前投入市场的各种类型的风力涡轮机。详细讨论了不同的结构、原理及其相应的对比。根据对双馈风力涡轮机，参考文献[12]提出使用暂态稳定性指数和极限切割时间CCT来评估系统的暂态稳定性。参考文献[13]基于两个稳定性标准：功角和频率。本文提出了两种运行模式和三种扰动模式下风电场极限穿透功率的计算方法，并通过仿真得出影响系统并网容量的主要因素是频率波动。文献[14]介绍了两种变速风机的数学模型，双馈感应发电机和直接驱动同步发电机。通过对风速响应数据与实测响应数据的比较，验证了模型的有效性。然而，上述文献都没有研究过对不同类型风力涡轮机的对系统的小信号稳定性的对比
本文分析了两种风力发电机的数学模型。通过一个强耦合双区域系统的实例，得出结论：风电机组并网后，系统的强相关振荡模式增加，而对系统的阻尼特性没有明显变化。当系统中的风电机组容量增加时，系统中同步机组的初始间隔或局部振荡模式变化不大，但振荡特性有所变化。双馈机组穿透功率的增加将削弱新的本地振荡模式的阻尼，而直接驱动机组穿透功率的增加可以改善该区域与风力涡轮机相关的本地振荡的阻尼。
1风力涡轮机的数学模型
1.1 双馈风力涡轮机模型
强耦合系统的两区域例子
为了分析风力发电机组特征值对对电力系统的影响，本文构建了如图1。它由两部分组成，一部分是用无限母线，表示的大规模强耦合系统，另一部分是由两台同步发电机组成。为了考虑不同类型风力发电机的影响，节点3的同步发电机分别由双馈机组和直接驱动机组代替。阻抗用2 500 MVA的标准值表示，负载采用恒功率模型。发电机输出功率为2 500兆瓦。节点电压为1.025欧。母线2和母线1的联络线阻抗为0.1 j 1.0。母线2和母线3和4的联络线阻抗均为0.01 j0.1。频率为50 Hz，电压水平为220千伏。
通过计算，共轭复特征值与发电机转子运动方程的对称为低频振荡模式，实部反映低频振荡的衰减特性，虚部反映低频振荡的频率，对振荡模式与复特征值 j 的阻尼比和频率分别为-/2 2和/
1)随着系统中风电机组容量的增加，对系统原有的区间或局部振荡模式没有太大变化，但振荡特性有所改变。
2)由于发电机转子电阻小，阻尼转矩抑制振荡的能力有限，风机所在区域将增加一个局部振荡模式，其穿透功率的增加将削弱该局部振荡模式的阻尼。
3)直接驱动单元的发电机通过电力电子变换器与电力系统完全解耦，变换器控制转速和电功率，随着穿透功率的增加，可以改善该区域内与风力涡轮机相关的局部振荡的阻尼。
4)双馈机组系统增加了与风电场密切相关的振荡模式，但这些振荡模式具有良好的阻尼特性。
5结论
本文分析了两种风力发电机的数学模型。通过一个强耦合双区域系统的实例，得出结论：风电机组并网后，系统的强相关振荡模式增加，具有良好的阻尼特性，而对系统的阻尼特性变化不明显。当系统中的风电机组容量增加时，对系统中同步机组原有的间隔或局部振荡模式没有太大变化，但振荡特性发生了变化。双馈机组穿透功率的增加将削弱新的本地振荡模式的阻尼，而直接驱动机组穿透功率的增加可以改善该区域与风力涡轮机相关的本地振荡的阻尼。(节选)
黑曼巴 