【正文】 轉(zhuǎn)速度與定子同步磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系為： （）當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)速隨之而變化。這種控制方案除了可實(shí)現(xiàn)變速恒頻控制、減小變流器的容量外，還可實(shí)現(xiàn)有功、無功功率的靈活控制，對(duì)電網(wǎng)而言可起到無功補(bǔ)償?shù)淖饔?。如果交流?lì)磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速，那么轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相同，而當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，則二者的旋轉(zhuǎn)方向相反。當(dāng)采用交流勵(lì)磁時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與勵(lì)磁頻率有關(guān)，因此雙饋發(fā)電機(jī)的內(nèi)部電磁關(guān)系既不同于感應(yīng)發(fā)電機(jī)又不同于同步發(fā)電機(jī)，而是同時(shí)具有二者的某些特點(diǎn)。一般情況下，電網(wǎng)側(cè)變流器的主要任務(wù)是保證電流波形和功率因數(shù)滿足要求以及保證直流母線電壓的穩(wěn)定，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的主要任務(wù)是調(diào)節(jié)有功功率，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及為轉(zhuǎn)子回路提供勵(lì)磁，同時(shí)調(diào)節(jié)定子無功功率。雙饋式感應(yīng)發(fā)電機(jī) T 型等值電路如圖 所示。在不同的運(yùn)行工況具有不同的功率傳遞關(guān)系，下面從雙饋發(fā)電機(jī)的等效電路來研究其功率平衡關(guān)系?？梢钥闯?，當(dāng)0s1，雙饋發(fā)電機(jī)運(yùn)行在次同步發(fā)電狀態(tài)時(shí)0, 0,發(fā)電機(jī)定子端向電網(wǎng)輸出有功功率，電網(wǎng)通過變流器向轉(zhuǎn)子回路潰入功率，當(dāng)s0，超同步發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，0,0, ，發(fā)電機(jī)定子端向電網(wǎng)輸出有功功率，轉(zhuǎn)子回路通過變流器向電網(wǎng)輸入功率。風(fēng)速是風(fēng)力機(jī)的原動(dòng)力，它的模型相對(duì)于風(fēng)力機(jī)組比較獨(dú)立。 漸變風(fēng)為了反映風(fēng)速的漸變特性，可在平均風(fēng)速上疊加一漸變風(fēng)分量。 漸變風(fēng)風(fēng)速時(shí)間序列 隨機(jī)風(fēng)隨機(jī)風(fēng)風(fēng)速變化的隨機(jī)特性可用隨機(jī)噪聲風(fēng)速成份來表示。4 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)影響仿真分析本部分將在前面介紹的基礎(chǔ)上對(duì)算例進(jìn)行仿真分析，主要分析根據(jù)第三部分建立的風(fēng)速模型及風(fēng)電系統(tǒng)模型，采用MATLAB中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模塊結(jié)合風(fēng)速模型，建立了含有風(fēng)電場(chǎng)的系統(tǒng)模型，模擬仿真風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行后的情況，其中包括各種風(fēng)速變化和線路故障的影響[15]?？紤]的四種方式為:風(fēng)速從8m/s變化到14m/s時(shí)(漸變風(fēng))，風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)能否正常運(yùn)行。利用MATLAB/。（1） 風(fēng)速變化對(duì)風(fēng)電場(chǎng)影響仿真圖（有載調(diào)壓模式）在靜止無功補(bǔ)償模式下，可以看到，在風(fēng)速達(dá)到14m/s以后，風(fēng)電場(chǎng)輸出的有功功率達(dá)到9MW并保持不變，(.)，無功功率在t=20s時(shí)出現(xiàn)微小的波動(dòng)，變化不大，基本保持在0附近。在仿真圖中，風(fēng)速變化引起的局部電網(wǎng)電壓波動(dòng)并不顯著，由于風(fēng)電場(chǎng)出力大幅度增加引起其他發(fā)電廠(節(jié)點(diǎn)2)的出力大幅度降低，從對(duì)系統(tǒng)提供有功功率到吸收系統(tǒng)的有功功率，功率的缺額由風(fēng)電場(chǎng)提供。風(fēng)速的變化時(shí)，與有載調(diào)壓模式相比較，節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)4的電壓基本不變，由于采用了無功補(bǔ)償模式。故障發(fā)生時(shí)間為t=，故障切除時(shí)間為t=，故障持續(xù)時(shí)間為100ms。此可見在靜止無功補(bǔ)償模式下，系統(tǒng)的運(yùn)行也是穩(wěn)定的。（1） 單相接地對(duì)電網(wǎng)的影響仿真圖(有載調(diào)壓模式)（2）是在靜止無功補(bǔ)償模式下，節(jié)點(diǎn)3之間的輸電線路出現(xiàn)單相接地故障時(shí)的仿真曲線。故障發(fā)生時(shí)間為t=，故障切除時(shí)間為t=，故障持續(xù)時(shí)間為100ms。風(fēng)電場(chǎng)在故障時(shí)刻電壓急劇下降至零，風(fēng)電場(chǎng)的有功功率和無功也降為零，風(fēng)電場(chǎng)與系統(tǒng)解列。從仿真曲線看出，故障時(shí)刻節(jié)點(diǎn)2電壓大幅下降至0，保護(hù)動(dòng)作，風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)解列。故障切除后，風(fēng)電場(chǎng)重新投入運(yùn)行，需要從系統(tǒng)吸收大量的無功功率維持電壓的額定值，Q_10在t=。伴隨變換技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，在可預(yù)見的未來，隨著各學(xué)科新理論、新技術(shù)的發(fā)展,例如風(fēng)速變化引起風(fēng)電場(chǎng)出力變化、風(fēng)電場(chǎng)吸收無功的變化造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)等。(4)建立了用于機(jī)電暫態(tài)仿真的風(fēng)電機(jī)組模型和風(fēng)速模型，仿真分析了風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)在各種風(fēng)速擾動(dòng)下的出力變化、風(fēng)電場(chǎng)退出運(yùn)行后系統(tǒng)各電氣量的變化過程?！陡邏褐绷鬏旊娂夹g(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前景》.[4] 《電力電子技術(shù)》.冶金工業(yè)出版社[5]本文做了一些關(guān)于雙饋型異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)影響的基礎(chǔ)性研究工作，尚有許多有待進(jìn)一步深入進(jìn)行的研究，例如研究新型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理，開發(fā)通用的風(fēng)電系統(tǒng)仿真軟件，提高單臺(tái)風(fēng)電機(jī)的容量，優(yōu)化風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部風(fēng)力機(jī)的排布和配置，有利于風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行，提高風(fēng)能的利用率，還可以繼續(xù)提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與元器件技術(shù)，將使發(fā)電成本降的更低，且更具競(jìng)爭(zhēng)力。(2)從仿真波形還可以看出，通過在風(fēng)力發(fā)電機(jī)端口所加的控制措施，即在有載調(diào)壓和靜止補(bǔ)償兩種調(diào)節(jié)手段的情況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電壓基本穩(wěn)定，功率基本平衡，有效的改善了并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行性能，提高了風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。（2） 三相短路對(duì)電網(wǎng)的影響仿真圖(靜止無功補(bǔ)償模式)5 總結(jié)電力電子技術(shù)已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著巨大的作用，對(duì)未來輸電系統(tǒng)性能將產(chǎn)生巨大影響。風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定之后開始為系統(tǒng)提供無功，電壓得到恢復(fù)，輸出的有功功率變化不大。故障發(fā)生時(shí)間為t=，故障切除時(shí)間為t=，故障持續(xù)時(shí)間為100ms。從仿真曲線看出，在故障時(shí)刻風(fēng)電場(chǎng)出口電壓大幅下降至0，風(fēng)電場(chǎng)的有功功率和無功功率也降為0，從仿真曲線可以得出結(jié)論，風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)解列。故障期間電網(wǎng)發(fā)出的無功功率大量增加，有利于維持風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組出口電壓穩(wěn)定。故障發(fā)生時(shí)間為t=，故障切除時(shí)間為t=，故障持續(xù)時(shí)間為100ms。（1） 單相接地故障對(duì)風(fēng)電場(chǎng)影響仿真圖（有載調(diào)壓模式） （2）所示的是靜止無功補(bǔ)償模式下，單相接地故障對(duì)風(fēng)電場(chǎng)影響仿真曲線。由此可見在靜止無功補(bǔ)償模式下，系統(tǒng)的運(yùn)行是穩(wěn)定的。仿真結(jié)果表明，這樣的風(fēng)速變化對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行沒有明顯影響。（2）風(fēng)速變化對(duì)風(fēng)電場(chǎng)影響仿真圖（靜止無功補(bǔ)償模式） 風(fēng)速變化對(duì)電網(wǎng)的影響（1）（2）是風(fēng)速從8m/s變化到14m/s時(shí)，電網(wǎng)運(yùn)行情況的仿真曲線。在仿真過程中假設(shè)風(fēng)速相同。10kV系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)3之間的輸電線路發(fā)生單相接地時(shí)風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行情況。 風(fēng)電系統(tǒng)接線圖 仿真結(jié)果及分析在風(fēng)