针对双馈感应风力发电机的PSASP与PSS/E仿真一致性分析
发布时间：2021-08-26 23:32
风电大规模并网对电力系统数值仿真提出了更高的要求。含风力发电机组的系统动态行为仿真一致性对电网运行控制和安全决策产生重要影响。构建了仿真一致性评估指标体系,提出了一种基于蒙特卡洛模拟的仿真一致性评估方法;从模型构造上对PSASP和PSS/E中的双馈感应风力发电机模型进行对比分析;通过典型算例,详尽评估了两种软件在不同风力发电机渗透率情况下的机电暂态仿真一致性。研究表明,随着风力发电机渗透率的提高,两种软件的仿真一致性逐步变差。
【文章来源】：电力系统自动化. 2017,41(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
功角响应曲线
３，４ １８．３０ ９０．３０４，５ ２２．９８ ８８．９４５，７ ２５．５１ ８５．３１３，５ ２８．８２ ８５．９３４，５，７ ３１．７４ ８３．０６３，４，５ ３５．０５ ８４．６０３，５，７ ３７．５８ ８１．５９３，４，５，７ ４３．８１ ８１．５９斜 率 值 的９５％置 信 区 间 为 （－０．４１５ ２，－０．２６２ １），因 变 量Ｆ被 自 变 量ｘ的 解 释 程 度Ｒｓｑｕａｒｅ＝０．８８５ ６，接近于１，证明该一元线性回归模型可以较好地反映因变量和自变量的相关关系。回归分析结果如图３所示。中不能轻易采信某一种软件的仿真结果，而应综合参考不同软件的结果。本文从统计角度揭示了风电模型带来的影响，但限于篇幅，并未详细阐述其涉及的物理机理。后续需要对风电模型引入仿真差异性的机理进行系统研究，并给出模型处理建议，以增强不同软件之间的仿真一致性。附录见本刊网络版 （ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ／ａｅｐｓ／ｃｈ／ｉｎｄｅｘ．ａｓｐｘ）。参 考 文 献［１］黄彦浩，于之虹，谢昶，等．电力大数据技术与电力系统仿真计算结合问题研究［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１５，３５（１）：１３－２２．ＨＵＡＮＧ Ｙａｎｈａｏ，ＹＵ Ｚｈｉｈｏｎｇ，ＸＩＥ Ｃｈａｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｂｉｇ ｄａｔａ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｐｏｗｅｒ
Ｃｐ机的叶尖速比λ和桨距角θ有关，在动态仿真中，将其表示为λ和θ的非线性函数。两种软件中Ｃｐ均采用文献［２１］中的二维模型；ＰＳＳ／Ｅ中还提供简化的风能—功率转化模型［９］，即文献［２１］中提到的一维模型（见附录Ａ图Ａ３）。桨距角控制的作用是当风速高于额定风速时，调节桨距角，控制风轮机机械功率Ｐｍｅｃｈ为额定值，当风速低于额定值时，设定桨距角为最小值以获得最大功率。两种软件的桨距角控制模型结构相同。两种软件均提供了两种轴系模型：单质块模型和双质块模型。双质块模型结构相同，单质块模型的差异主要体现在：①ＰＳＡＳＰ考虑了轴系传动时滞Ｔｈ，从而区别了风轮机转矩Ｔａｅ和发电机机械转矩，而在中对两者不作区分；考虑０三相短路０．８５１单相接地０．０５２三相断线０．０５３失负荷０．０５通过不同程度地将算例中发电机替换为双馈风力发电机，模拟具备不同风力发电机渗透率的系统。其他机组发电机模型均替换为２阶经典模型，且不考虑调速器、调压器以及ＰＳＳ模型，以减小这些环节引入的仿真差异。分别按照仿真情景列表进行仿真，选取８号和１号发电机的功角差作为观测量，权重系数β取０．５，计算一致性评估指标Ｆ。仿真曲线如图２所示，计算结果如表２所示。
本文编号：3365178
【文章来源】：电力系统自动化. 2017,41(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
功角响应曲线
３，４ １８．３０ ９０．３０４，５ ２２．９８ ８８．９４５，７ ２５．５１ ８５．３１３，５ ２８．８２ ８５．９３４，５，７ ３１．７４ ８３．０６３，４，５ ３５．０５ ８４．６０３，５，７ ３７．５８ ８１．５９３，４，５，７ ４３．８１ ８１．５９斜 率 值 的９５％置 信 区 间 为 （－０．４１５ ２，－０．２６２ １），因 变 量Ｆ被 自 变 量ｘ的 解 释 程 度Ｒｓｑｕａｒｅ＝０．８８５ ６，接近于１，证明该一元线性回归模型可以较好地反映因变量和自变量的相关关系。回归分析结果如图３所示。中不能轻易采信某一种软件的仿真结果，而应综合参考不同软件的结果。本文从统计角度揭示了风电模型带来的影响，但限于篇幅，并未详细阐述其涉及的物理机理。后续需要对风电模型引入仿真差异性的机理进行系统研究，并给出模型处理建议，以增强不同软件之间的仿真一致性。附录见本刊网络版 （ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ／ａｅｐｓ／ｃｈ／ｉｎｄｅｘ．ａｓｐｘ）。参 考 文 献［１］黄彦浩，于之虹，谢昶，等．电力大数据技术与电力系统仿真计算结合问题研究［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１５，３５（１）：１３－２２．ＨＵＡＮＧ Ｙａｎｈａｏ，ＹＵ Ｚｈｉｈｏｎｇ，ＸＩＥ Ｃｈａｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｂｉｇ ｄａｔａ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｐｏｗｅｒ
Ｃｐ机的叶尖速比λ和桨距角θ有关，在动态仿真中，将其表示为λ和θ的非线性函数。两种软件中Ｃｐ均采用文献［２１］中的二维模型；ＰＳＳ／Ｅ中还提供简化的风能—功率转化模型［９］，即文献［２１］中提到的一维模型（见附录Ａ图Ａ３）。桨距角控制的作用是当风速高于额定风速时，调节桨距角，控制风轮机机械功率Ｐｍｅｃｈ为额定值，当风速低于额定值时，设定桨距角为最小值以获得最大功率。两种软件的桨距角控制模型结构相同。两种软件均提供了两种轴系模型：单质块模型和双质块模型。双质块模型结构相同，单质块模型的差异主要体现在：①ＰＳＡＳＰ考虑了轴系传动时滞Ｔｈ，从而区别了风轮机转矩Ｔａｅ和发电机机械转矩，而在中对两者不作区分；考虑０三相短路０．８５１单相接地０．０５２三相断线０．０５３失负荷０．０５通过不同程度地将算例中发电机替换为双馈风力发电机，模拟具备不同风力发电机渗透率的系统。其他机组发电机模型均替换为２阶经典模型，且不考虑调速器、调压器以及ＰＳＳ模型，以减小这些环节引入的仿真差异。分别按照仿真情景列表进行仿真，选取８号和１号发电机的功角差作为观测量，权重系数β取０．５，计算一致性评估指标Ｆ。仿真曲线如图２所示，计算结果如表２所示。
本文编号：3365178
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