根据图4－3可以看出，沽源地区风电场的电网结构比较复杂，难以准确地进行建模分析。文献［19］指出，虽然风电机组参数和馈线长度等都会对SSO稳定性的临界点产生影响，然而，利用单一大容量风力发电机等值整个风电场的分析精度仍然是可以接受的。在本节的分析中，将所有风力发电机的接入点视为同一个电气节点，这与利用单一大容量风力发电机等值整个地区的风电场是一致的，只是这里利用多台并联的小容量发电机来代替单一大容量发电机。
为了建立沽源地区风电场的分析模型，做以下假设：
（1）该地区所有风力发电机都是容量为1.5 MW的双馈感应发电机且型号相同，共计有2 000台；
（2）所有并网运行发电机的运行状态都相同，且均匀分布于各个风电场的主变上；
（3）该地区所有风电场的主变都相同，其工作状态相同，且高／低压侧电压的幅值、相位也一样。
依据上述假设，可得到如图4－15所示的等值电路。
根据所有风电场为沽源变电站提供的短路电流，可以得到风电场至沽源变电站低压母线间220 kV输电线路的等效电抗。在次同步振荡频率处，分别计算出从沽源站高压母线向无穷大电网侧看入的500 kV线路无串补和有串补时的电抗值，两者相减可以算出在次同步振荡频率处串补电容的容抗值。再将上述计算结果折算到工频下，即可得到500 kV等值输电线路的参数。可根据通常情况下不同电压等级线路电抗和电阻之比计算输电线路的电阻值。最终，沽源地区风电场和输电系统可等值为如图4－16所示的系统，经过进一步的整理可等效为用于SSO分析的等值模型，如图4－17所示。
图4-15 风电机组接入同一电气节点后的等值电路
图4-16 沽源地区风电场及输电系统的等值系统
(www.xing528.com)
图4-17 沽源地区风电场用于SSO分析的等值模型
取功率基值为1.5 MW、转速基值为同步速，风机的风速－转速－输出功率对应关系如表4－4［20］所示。取容量基值为1.5 MV·A，双馈感应发电机［21］和箱变的参数如表4－5所示。取容量基值为1 500 MV·A，输电线路、各升压变压器和固定串联电容容抗值如表4－6所示。线路总串补度定义为图4－17中串联电容容抗与风电机组接入母线至无穷大电网间所有电抗之和的比值。由表4－6可知，线路总串补度为6.67%。风电机组的轴系采用两质块模型，即轴系包含风轮质块和发电机转子质块两部分。风轮和转子的时间常数分别为2.5 s和0.5 s，轴的弹性系数为0.35 p.u.／rad［22］。同时认为轴系上不存在机械阻尼。
表4-4 风机的风速-转速-输出功率对应关系（基值：1.5 MW）
表4-5 双馈感应发电机和箱变的参数（基值：1.5 M V·A）
表4-6 输电线路、各升压变压器和固定串联电容容抗值（基值：1500 M V·A）
双馈风力发电机采用测风速－查表－控制发电机转子转速的方法实现最大功率跟踪。DFIG的转子侧变换器（Rotor Side Converter，RSC）采用机端电压相量定向控制，详细的控制框图见第2章。风电场都装有并联补偿电容、SVC或STATCOM等无功补偿设备，使风电场母线电压保持在额定值附近。本书假设全部无功补偿设备均为STATCOM，为了简化分析，将STATCOM控制风电场母线电压的功能合并到DFIG网侧变换器（Grid Side Converter，GSC）中。GSC的控制框图如图4－18所示。
图4-18 GSC的控制框图
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
