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随着我国高原风电场的建设和发展,高原风电机组的控制运行受到越来越多的关注。如何针对高原特殊环境下风轮机的运行特性实现风电机组的改善控制进而提高风电机组的安全稳定运行成为高原风力发电系统需要解决的首要问题。
本文围绕高原双馈风力发电机的运行控制展开研究。在分析双馈风力发电系统变速恒频运行基本原理的基础上,建立了双馈电机在三相静止坐标轴系下及两相同步旋转坐标轴系下的数学模型;得出了双馈感应发电机的等效电路图及功率平衡关系。
其次,介绍了双馈风力发电系统的结构和一些基本概念;阐述了风力机的运行原理;在详细研究了双馈风力发电系统转子侧变换器与双馈风力发电机统一数学模型、网侧变换器与输入滤波电抗数学模型及直流母线数学模型的基础上,建立了双馈风力发电系统统一的数学模型。
最后,在分析高原风电场由于空气密度的变化对风轮机运行特性的影响,通过对比仿真分析双馈风力发电机在不同海拔平面下不同风速情况下的运行状况,说明了海拔因素带来的风电机组功率输出的变化以及可能的不稳定运行状况,提出相应的考虑空气密度变化下的风机特性曲线修正以及对应双馈电机最大风能跟踪给定的修正,仿真验证了所提修正方案可以实现风力发电机的最大风能跟踪以及提高风电机组的可靠运行。