图9-18
双馈变速风电机组在无功功率控制模式下参数对话框
表9-2 双馈变速风电机组输出信号
信号
1~3
信号名称
Iabc(cmplx) (pu)
信号定义
以发电机额定电压为基准 值的流入风电机组端口电流 相量 以发电机额定电压为基准 值的风电机组出口电压相量 （相电压） 以发电机额定电压为基准 值的风电机组定子直轴和交 轴电压值 以发电机额定电压为基准 值的流入发电机定子的电流 相量
2
Iabc(cmplx) (pu)
3
P (pu)
4
Q (pu)
表9-1 定速风电机组的内部信号
5
6
wr (pu)
Tm (pu)
发电机转子转速
施加于发电机上的机械转 矩，它是以发电机额定容量 作为基准值的标幺值 以发电机额定容量作为基 准值的电磁转矩 桨距角
7 8
Te (pu) Pitch_angle(deg)
风力机数据参数对话框
图9-7
发电机数据参数对话框
表9-1 定速风电机组的内部信号
信号
1
信号名称
Vabc(cmplx)(pu)
信号定义
以发电机额定电压为基准 值的定速风电机组出口电压 相量（相电压） 以发电机额定电压为基准 值的流入定速风电机组端口 电流相量 以发电机额定容量作为基 准值的定速风电机组输出的 有功功率正值表示机组产生 有功功率 以发电机额定容量作为基 准值的定速风电机组输出的 无功功率正值表示机组产生 无功功率
表9-2 双馈变速风电机组输出信号
信号
23~25
信号名称
Iabc_grid_conv(cmplx)(pu)
信号定义
以发电机额定电压为基准 值的风电机组电网侧变流器 直轴和交轴电流相量 以发电机额定容量作为基 准值的双馈变速风电机组输 出的有功功率正值表示机组 产生有功功率 以发电机额定容量作为基 准值的双馈变速风电机组输 出的无功功率正值表示机组 产生无功功率 变换器直流环节电压 桨距角
B575 (575 V)
A B C
6 x 1.5 MW
Grounding Transformer X0=4.7 Ohms
3.3ohms
Plant 2 MVA
Vabc_B120 Vabc_B25 Vabc_B575 P_B25 Q_B25 V1_Plant I1_Plant Motor_Speed
Vabc_B120 (pu) V1_B575 Vabc_B25 (pu) I1_B575 Vabc_B575 (pu) P_mean P_B25 (MW) Q_mean Q_B25 (Mv ar) V_Plant 2.3kV pos. seq. (pu) I Plant pos. seq. (pu/2 MVA) Motor Speed (pu)
9.2.2 双馈变速风电机组的模型仿真
1.双馈变速风电机组模块简介及参数设置 2.风速波动时风电机组输出特性仿真 3.电网故障时风电机组输出特性仿真
A B C Fault
y From Workspace [Trip_WT]
Trip Trip <Vdc (V)>
wind
Wind (m/s) Wind (m/s)
第9章 MATLAB在风力发电技术中的 应用仿真
9.1 定速风电机组的仿真实例 9.2 双馈变速风电机组的仿真实例
图9-1
风电机组通用动态模型框图
9.1 定速风电机组的仿真实例
9.1.1 定速风电机组的工作原理 9.1.2 定速风电机组的模型仿真
图9-2
基于普通感应发电机的定速风电机组
0.5 0.4 0.3
Vabc A Iabc aB b cC
[Vabc_B1] [Iabc_B1]
com A b B C c a
Tm A m B C <Rotor speed (wm)> <Electromagnetic torque Te (pu)>
[wr] [Te]
Trip Breaker1 B1
a b c
Asynchronous Machine [Vabc_B1] Trip Breaker2 [Iabc_B1]
26
P (pu)
27
Q (pu)
28 29
Vdc(V) Pitch_angle(deg)
图9-19
电压控制模式下风电机组输出特性变化曲线
图9-20
无功功率控制模式下风电机组输出特性变化曲线
图9-21
电网故障时电压控制模式下风电机组输出特性变化曲线
图9-22
电网故障时无功功率控制模式下风电机组输出特性变化曲线
14~15
Vdq_rotor(pu)
16~17
Idq_rotor(pu)
18 19
wr (pu) Tm (pu)
20
Te (pu)
以发电机额定容量作为基 准值的电磁转矩
表9-2 双馈变速风电机组输出信号
21~22
Vdq_grid_conv(pu)
以发电机额定电压为基准 值的风电机组电网侧变流器 直轴和交轴电压值
[Beta]
Iq_ref Iq_ref
Iq_grid_conv _ref (pu)
2 Trip
Trip
m
1 m
Generator & Converters
图9-13
图9-14
风力机数据参数对话框
图9-15
发电机数据参数对话框
图9-16
变换器数据参数对话框
图9-17
双馈变速风电机组风电机组在电压控制模式下参数对话框
图9-4
Generator speed (pu)
[wr] [pitch] PI 1 Wind (m/s) Rate Limiter Pmec/Pnom
[Tm]
Tm (pu)
Pitch angle (deg) Wind speed (m/s)
Wind Turbine
Hale Waihona Puke Wind_On1 A 2 B 3 C
<wr (pu)> <P (pu)> <Q (pu)> <Vabc (cmplx) (pu)>
[m_wt]
|u|
y From Workspace 0 Constant
A B C A B C a b c
Scope
Wind (m/s) wind (m/s) Trip trip A a B b C c
A B C Line1
wind
Wind speed (m/s) Trip
0
[Trip_WT]
Pos. seq. V1_B575 (pu) Pos. seq. I1_B575 (pu)
Generated P(MW) Generated Q(Mv ar)
Wind Turbine Protection
Trip Time
0
Wind turbine Data acquisition Vdc wr Grid pitch
pitch angle (deg) Vdc (V) Speed (pu)
windturbine1
Phasors pow ergui
windturbine2
Grid Data acquisition
图9-12
Vabc
[Vabc_B1]
A
1 A
a
[Ia]
B
s + -
2 B
b
[Ib]
s + -
3 C
c
C
Iabc_B1 Pmes Vabc_B1
NOT
2 Trip
[S] R
Q !Q
Convert [wr] Conversion
wr
A B C
com A B C
[Tm] Pnom/1000 [Te]
Tm
Te
m
1 m
[pitch]
Pitch_angle (deg)
Data acquisition
图9-5
图9-6
4~6
Vabc(cmplx)(pu)
7~8
Vdq_stator(pu)
9~11
Iabc_stator (cmplx)(pu)
表9-2 双馈变速风电机组输出信号
12~13
Idq_stator(pu)
以发电机额定电压为基准 值的风电机组定子直轴和交 轴电流值
以发电机额定电压为基准 值的风电机组转子直轴和交 轴电压值 以发电机额定电压为基准 值的风电机组转子直轴和交 轴电流值 发电机转子转速 施加于发电机上的机械转 矩，它是以发电机额定容量 作为基准值的标幺值
A B C
A B C
a b c
A B C
m
[m_wt] Goto
Three-Phase Source
220kV/35kV
25 kV/ 575 V 12 MVA
B575_1 (575 V)
A
Phasors pow ergui
B C Three-Phase Fault
P <-----Q ------>
Wind Turbine Induction Generator (Phasor Type)
Asynchronous machine Stator currents + Grid-side converter currents
B1
[wr] [Beta] 1 Wind (m/s)
Generator speed (pu) Pitch angle (deg) Wind speed (m/s) Tm (pu)
图9-8