[发明专利]风气互补发电系统的孤岛运行仿真方法

摘要

一种风气互补发电系统的孤岛运行仿真方法，该系统由燃气轮机、同步电机、励磁控制器、风机、异步电机、变桨距控制系统、无功补偿器、主要负荷、次要负荷、控制负荷和频率控制器组成，对风气互补发电系统孤岛运行进行仿真的条件是：风速为11m/s，在0-0.2s期间，固定负荷为80kW的主要负荷，0.2s时接入40kW的次要负荷，固定负荷变为主要负荷与次要负荷之和，等于120kW；仿真采用ode23tb算法，仿真时间为3s；仿真方法是先建立系统的燃气轮机发电模块、风力发电模块、无功补偿模块、主要负荷模块、次要负荷模块和控制负荷模块，然后进行仿真，仿真结果表明，该系统电网电压的幅度和频率保持稳定，整个电网的功率一直保持平衡状态，该系统具有良好的可靠性和动态响应性能。

主权项

1.一种风气互补发电系统的孤岛运行仿真方法，包括应用变桨距控制、频率控制运行控制策略，通过仿真分析风气互补发电系统孤岛运行时的异步电机转速、电网电压、控制负荷和固定负荷；该系统的设备主要由燃气轮机、同步电机、励磁控制器、风机、异步电机、变桨距控制系统、无功补偿器、主要负荷、次要负荷、控制负荷和频率控制器组成，其特征是：对风气互补发电系统孤岛运行进行仿真的条件是：风速为11m/s，在0-0.2s期间，固定负荷为80kW的主要负荷，0.2s时接入40kW的次要负荷，固定负荷变为主要负荷与次要负荷之和等于120kW；仿真采用ode23tb算法，仿真时间为3s；对系统进行仿真的方法是：先建立系统的各个子模块，然后进行仿真，各个子模块的主要参数为：(1)燃气轮机发电模块，燃气轮机与同步电机的主要参数为：额定视在功率为300kVA，额定线电压为480V，极对数为2，额定功率因数为0.85，为0.017pu，为3.23pu，为0.21pu，为0.15pu，为2.79pu，为1.03pu，为0.37pu，漏抗为0.09pu，为1.7s，为0.008s，为0.213s，为0.004s，为2s；励磁控制器的主要参数为：低通滤波器时间常数为0.02s，主控制器增益为300，主控制器时间常数为0.001s，阻尼滤波器增益为0.001，阻尼滤波器时间常数为0.1s；(2)风力发电模块，风机与异步电机的主要参数为：额定风速为12m/s，额定视在功率为275kVA，额定线电压为480V, 极对数为2，额定功率因数为0.85，定子电阻为0.016pu，定子漏感为0.06pu，转子电阻为0.015pu，转子漏感为0.06pu，定转子互感为3.5pu，为4s；变桨距控制系统的主要参数为：桨距角比例控制常数为5，桨距角积分控制常数为25；(3)无功补偿模块，无功补偿模块主要由三个串联RLC负载组成，每个串联RLC负载的主要参数为：额定电压为480V，有功功率为0kW，感性无功功率为0kvar，容性无功功率为25kvar；(4)主要负荷模块，主要负荷模块由一个三相并联RLC负载组成，三相并联RLC负载的主要参数为：额定相电压为480V，三相有功功率为80kW，三相感性无功功率为0kvar，三相容性无功功率为0kvar；(5)次要负荷模块，次要负荷模块由一个三相并联RLC负载组成，三相并联RLC负载的主要参数为：额定相电压为480V，三相有功功率为40kW，三相感性无功功率为0kvar，三相容性无功功率为0kvar；(6)控制负荷模块，控制负荷模块主要由控制负荷与频率控制器组成，控制负荷的主要参数为：有功功率为0-446.25kW，额定线电压为480V，步进有功功率为1.75 kW，初始有功功率为50kW；频率控制器的主要参数为：相电压为460V，控制器比例控制常数为150，控制器微分控制常数为70，参考相位为1rad。