实用文档PSCAD电力系统仿真——从风机到风电场建模目录A部分：引言............................................................. - 2 -1.介绍............................................................... - 2 -2.PSCAD部件......................................................... - 2 -3.仿真建模结构....................................................... - 3 -4.仿真执行........................................................... - 3 - B部分：建模............................................................. - 5 -5.从风到同步发电机................................................... - 5 -5.1风源......................................................... - 6 -5.2风力发电机组件............................................... - 7 -5.3风力发电机的调速器组件...................................... - 10 -5.4同步发电机.................................................. - 14 -5.5涡轮发电机连接：在额定负载下的模拟.......................... - 17 -6.AC/DC/AC：电源和频率转换.......................................... - 19 -6.1二极管整流器................................................ - 20 -6.2过电压保护.................................................. - 21 -6.3 DC母线..................................................... - 22 -6.4 6-脉冲晶闸管逆变器.......................................... - 26 -6.5与电网的连接................................................ - 31 -7.配电网............................................................ - 33 -7.1定义网络.................................................... - 33 -7.2潮流仿真.................................................... - 36 - C部分：仿真............................................................ - 38 -8. 恒风速研究....................................................... - 38 -8.1架构完整模型................................................ - 38 -8.2恒风研究.................................................... - 39 -9.故障分析.......................................................... - 40 -9.1默认在节点3 ................................................. - 40 -9.2默认在节点2 ................................................. - 43 -9.3结论........................................................ - 45 -10.变风速研究....................................................... - 46 -10.1动态变桨控制............................................... - 46 -10.2被动变桨控制仿真........................................... - 49 -10.3比较被动和动态的桨距控制................................... - 50 -11.风电场........................................................... - 52 -11.1从一个单一风力发电机到风电场............................... - 52 -11.2 PWM调节驱动器............................................. - 55 - D部分：附录............................................................ - 66 -12. 参考文献........................................................ - 66 -A部分：引言1.介绍近年来，风力发电已引起特别的兴趣，许多风力发电站在世界各地的服务。
感应电机在风力发电站，通常用作发电机，但新的永磁发电机的发展，改进的AC-DC-AC转换和输出功率质量优势，使其他的解决方案成为可能。
最近的一个解决方案是使用具有可变速度和转换阶段，这是本技术的纸的情况下研究了一个永磁发电机。
本教程的目的是使用户熟悉PSCAD软件，通过一个完整的例子。
PSCAD中包含功能强大的工具，为风力发电机组的仿真。
B部分描述了一步一步的建设周期为一个风力发电机的整个发电。
所有组件的尺寸，并连接到彼此。
中级验证模型。
在C部分，不同功率的发电调节方式模拟和分析，对电网的故障情况进行了研究。
最后，整个风电场的模型。
2.PSCAD部件在PSCAD，完整的风力发电机周期的组成如下：风源组件：•机械发电机组，以组件“wind turbine”为代表。
•调节调速器发电的输出功率。
这项规定可以是被动的（被动变桨控制）或动态（动态俯仰控制）。
所不同的是与否叶片转围绕它们的纵向轴线。
这两种类型的调节，可以由组件“Wind turbine governor”仿真。
•其他组件均为标准的：synchronous machine同步电机, transformer变压器, rectifier 整流器, inverter逆变器, Control System控制系统, Modelling Functions (CSMF) 模拟功能,….所有这些组件将在B部分作详细介绍3.仿真建模结构B部分包括：•风力发电机组的理论研究•根据中间仿真结果对每个PSCAD组件的选型，以使其结果与理论比较，并验证模型。
本文选择定义连接到一个100对极的永磁同步发电机的风力发电机。
然后执行通过一个完整的AC / DC / AC转换器和一个升压变压器连接到电网。
这一战略的主要优点是，允许拆下风力发电机组的齿轮箱。
当然，不同的技术都可以在PSCAD中完全仿真。
o Induction generator direct connection 感应发电机直接连接o Doubly Fed Induction Generator 双馈感应发电机本模型中的一些算例可以通过要求CEDRAT或您当地的PSCAD分销商获得。
在本文档中，可以总结为如下图的整体序列：4.仿真执行在C部分，在全球的序列是通过连接的所有组件B部分的仿真结果进行了分析，如下：•电源产生一个恒定的平均风速（13米/秒）•电源与可变风速和被动变桨控制•产生的功率与变速和变桨控制动态•之间的差异变桨距控制的两种类型的•该风力发电机在网络上的分销网络在故障情况下的影响•风电场模型和影响的风力发电场的连接上传输网络B部分：建模5.从风到同步发电机在第一部分（5.1至5.5）中，将以下组分将描述和尺寸：• Wind Source component• Wind Turbine component• Wind Governor• Synchronous Generator然后，进行仿真从而检查wind模型。
首先创建一个新的PSCAD项目：Turbine_generator.psc在项目设置，使单位转换系统（可在PSCAD4.2）以便使用与PSCAD默认单位不同的单位：5.1风源该组件可以在文件夹“Master Library/Machines”中找到。
该风源组件会模拟风的每一个条件：•mean wind speed 平均风速• periodic gust with a sinus form以sinus 形式的定期阵风• ramp 斜坡• noise 噪音• damper for all the preceding conditions 前面的所有条件阻尼器对于风力发电机wind turbine，以下三个风的特性是很重要的：•平均风速：发电机和发电机的额定特性是根据平均风速确定的。
经济研究也是基于这个速度。
在一般情况下，平均风速为约13m/s。
切入风速：当风速高于切入速度时，机械制动器被释放，继而发电机旋转。
一般情况下，切出速度为4m/s。
•切出速度：当风速高于切出风速时，为了不损坏发电叶片，发电机的旋转停止时。
一般情况下，切出速度为约25米/秒。
对于动态仿真，风速的仿真是一整天的；因此，风速必须从切入风速到切出风速变化，以便研究风力发电机在所有风力条件下的反应。
在这项研究中，低于切入风速下的启动和高于切出风速的停止是不予考虑的。