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3.2集总风电场模型
对风电场仿真而言,另一项主要工作是建立风力发电机所接入的电网的仿真模型。电网模型与风电场风力机集总模型的有机结合形成风电场仿真模型,电网仿真模型的研究已相当成熟,在此不再赘述。
3.2.1恒速风力机集总模型
对于特定的恒速风力机而言,风机的机械功或发电量直接取决于作用与风机叶片上的风速,不存在能量缓冲。因此,可以将全部风力机的机械功线形迭加,由一个发电机模型替代全部的恒速发电机计算电能参数。有的研究人员则将全部风力机合并成几个更大容量的风力机对待,并相应调整发电机容量,此种处理方法实际上相当于认为多台风力机处于相同的风速下,当然会带来较大的误差。
恒速风力机集总模型结构如图5所示,其模型建立过程简单说明如下。
图5恒速风力机集总模型结构
1)根据风场多年的监测记录数据建立针对性的风速模型;
2)将风场布置输入风速模型,产生各风力机的风速信号;
3)依据输入风速,计算每台风力机的机械功输出;
4)累加各台风力机的机械功输出;
5)总机械功输入到代替全部发电机的等效发电机模型中,计算电能参数。
3.2.2变速风力机集总模型
变速风力机的转子类似于能量缓冲器,风机的发电量与风速之间没有直接对应关系,前面所述的恒速风力机集总方法不能应用于变速风力机中。因此,每台风力机的转子必须单独仿真。
变速风力机集总模型的结构见图6,其模型建立过程与变速风力机类似。
图6变速风力机集总模型结构
在文献[3]中,作者就两种不同的建模方法(详细建模和集总建模)所建立的风电场模型的仿真计算结果进行了对比分析,结果表明,集总风电场模型除不能客观反映出恒速风力机系统在有功/无功功率和接入点电压的脉动特性外,其仿真结果与详细仿真模型的结果间具有高度的一致性,证明集总建模方法能够满足仿真研究的需要。
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