命名法

1 引 言

1．1 編寫目的

1．2 風(fēng)電機(jī)組

1．2．1 風(fēng)電機(jī)組分類

1．2．2 風(fēng)電機(jī)組模型結(jié)構(gòu)

1．3 本書編制目的

1．3．1 通用模型的開發(fā)

1．3．2 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率控制設(shè)計(jì)

1．4 本書架構(gòu)

2 風(fēng)電機(jī)組氣動(dòng)模型

2．1 簡(jiǎn)介

2．2 風(fēng)能捕集

2．3 風(fēng)輪氣動(dòng)特性

2．3．1 簡(jiǎn)化表示

2．4 采用cp-入表進(jìn)行模擬

2．4．1 cp-入表的泛函表示法

2．4．2 Cp-入表的多項(xiàng)式擬合表示法

2．5 線性氣動(dòng)模型

2．5．1 運(yùn)行軌跡的線性化

2．5．2 穩(wěn)態(tài)工作軌跡

2．5．3 偏導(dǎo)數(shù)△PQ：對(duì)槳距角的功率變化

2．5．4 偏導(dǎo)數(shù)△PΩWR：對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速的功率變化

2．5．5 模型結(jié)構(gòu)

2．5．6 風(fēng)速初始值計(jì)算

2．5．7 設(shè)有功功率限制的風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行

2．5．8 與cp-入表的表示法進(jìn)行比較

2．5．9 與其他cp-入表示法的比較

2．6 動(dòng)態(tài)流入現(xiàn)象的表示

2．7 與測(cè)定結(jié)果的比較

2．8 小結(jié)

3 風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型

3．1 簡(jiǎn)介

3．2 傳動(dòng)鏈、葉片及塔架的高階表示法

3．2．1 齒輪箱表示法

3．2．2 高階傳動(dòng)鏈固有頻率的表示

3．2．3 葉片結(jié)構(gòu)的詳細(xì)表示

3．2．4 塔影、轉(zhuǎn)子不平衡及轉(zhuǎn)子固有頻率

3．2．5 生產(chǎn)公差影響及老化效應(yīng)

3．2．6 塔架表示

3．3 傳動(dòng)鏈的單質(zhì)量塊和雙質(zhì)量塊表示

3．3．1 傳動(dòng)鏈的單質(zhì)量塊表示

3．3．2 傳動(dòng)鏈的雙質(zhì)量塊表示

3．3．3 單質(zhì)量塊表示和雙質(zhì)量塊表示對(duì)比

3．4 小結(jié)

4 風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)模型

4．1 簡(jiǎn)介

4．2 定速/限速風(fēng)電機(jī)組的控制

4．3 變速風(fēng)電機(jī)組的控制

4．3．1 低于額定風(fēng)速運(yùn)行

4．3．2 以額定風(fēng)速及超額定風(fēng)速運(yùn)行

4．4 變槳距控制回路

4．4．1 槳距一轉(zhuǎn)速控制器

4．4．2 槳距補(bǔ)償器

4．4．3 槳距角FRT增大

4．4．4 槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型

4．4．5 槳距控制器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型

4．5 轉(zhuǎn)矩/有功功率控制回路

4．5．1 功率或轉(zhuǎn)矩PI控制

4．5．2 傳動(dòng)鏈衰減對(duì)功率輸出的影響

4．6 小結(jié)

5 發(fā)電機(jī)與變流器

5．1 概述

5．2 雙饋發(fā)電機(jī)模型

5．2．1 不帶直流母線吸能器的雙饋發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)局限性

5．2．2 新型雙饋發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的升級(jí)保護(hù)

5．2．3 雙饋發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)方程

5．2．4 雙饋發(fā)電機(jī)系統(tǒng)模型表示法

5．2．5 機(jī)例變流器控制表示

5．2．6 雙饋發(fā)電機(jī)與機(jī)側(cè)變流器的集成模型

5．2．7 網(wǎng)側(cè)變流器（Lsc）模型表示

5．2．8 雙饋發(fā)電機(jī)的聚合模型

5．2．9 參考坐標(biāo)系的選擇

5．2．10 模型參數(shù)的選擇性識(shí)別

5．2．1l 采用一階時(shí)滯得到的雙饋發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)化聚合模型

5．3 全功率變流器模型

5．3．1 全功率變流器模型表示

5．4 模型結(jié)構(gòu)

5．4．1 諾頓等效（電流源）的實(shí)現(xiàn)

5．4．2 電流限制

5．4．3 風(fēng)電機(jī)組變壓器

5．4．4 全功率變流器的直流母線吸能器

5．4．5 發(fā)電機(jī)與變流器模型

5．5 驗(yàn)證結(jié)果

5．5．1 雙饋發(fā)電機(jī)式風(fēng)電機(jī)組的測(cè)量與模擬

5．5．2 推薦雙饋發(fā)電機(jī)模型與簡(jiǎn)化雙饋發(fā)電機(jī)模型對(duì)比

5．5．3 全功率變流器式風(fēng)電機(jī)組的實(shí)測(cè)和模擬

5．5．4 驗(yàn)證結(jié)果

5．6 小結(jié)

6 風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率控制

6．1 簡(jiǎn)介

6．1．1 現(xiàn)有電網(wǎng)規(guī)范要求的局限性

6．1．2 典型的風(fēng)電場(chǎng)配置

6．2 發(fā)電站和風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功功率要求

6．2．1 正常系統(tǒng)條件下的無(wú)功功率控制

6．2．2 應(yīng)對(duì)電壓突變的快速電壓控制

6．2．3 總 結(jié)：

6．3 同步發(fā)電機(jī)的無(wú)功電流貢獻(xiàn)

6．3．1 詳細(xì)的同步發(fā)電機(jī)模型

6．3．2 電網(wǎng)故障期間電流計(jì)算的簡(jiǎn)化模型

6．3．3 同步發(fā)電機(jī)無(wú)功電流增益的靜態(tài)計(jì)算

6．3．4 同步發(fā)電機(jī)無(wú)功電流增益的動(dòng)態(tài)模擬

6．4 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率控制的實(shí)施-

6．4．1 風(fēng)電場(chǎng)的控制器設(shè)計(jì)

6．4．2 風(fēng)電機(jī)組使用參考電壓的控制結(jié)構(gòu)

6．4．3 在風(fēng)電機(jī)組層面使用無(wú)功功率或無(wú)功電流參考的控制結(jié)構(gòu)

6．5 推薦無(wú)功功率控制結(jié)構(gòu)的評(píng)估

6．5．1 風(fēng)電場(chǎng)和同步發(fā)電機(jī)的對(duì)比

6．5．2 電網(wǎng)故障期間使用死區(qū)進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組無(wú)功功率控制的背景

6．5．3 帶死區(qū)的無(wú)功功率控制風(fēng)電場(chǎng)的比較

6．5．4 測(cè)定值的比較

6．6 小結(jié)

7 總結(jié)和結(jié)論

7．1 通用風(fēng)電機(jī)組模型的發(fā)展

7．1．1 通用空氣動(dòng)力學(xué)模型

7．1．2 通用機(jī)械模型

7．1．3 風(fēng)電機(jī)組控制模型

7．1．4 通用雙饋發(fā)電機(jī)和全功率變流器式發(fā)電機(jī)和變流器模型

7．2 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率控制

7．2．1 電網(wǎng)要求分析

7．2．2 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率控制

8 參考文獻(xiàn)

8．1 論文

8．2 專著

8．3 專利

8．4 專利申請(qǐng)書

A 附件

A．1 空間向量

A．1．1 控制表達(dá)

A．1．2 負(fù)序表達(dá)

A．1．3 零序分量

A．2 符號(hào)法則

A．2．1 有效值

A．2．2 對(duì)稱分量

A．3 IEC 61400-21中規(guī)定的對(duì)稱分量計(jì)算

A．4 故障穿越測(cè)試程序2100433B

《雙饋風(fēng)電機(jī)組建模/新能源科技譯叢》共八章，第一章介紹了建模的概況及編制目的；第二章講述了風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模擬的氣動(dòng)模型；第三章分析了風(fēng)電機(jī)組主要機(jī)型組件建模必要的精細(xì)程度；第四章介紹了初級(jí)渦輪機(jī)控制建模必要的關(guān)鍵概念；第五章介紹了雙饋發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（DFG）風(fēng)電機(jī)組和全功率變流器系統(tǒng)（FSC）風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)和變流器模型；第六章闡述了風(fēng)電廠無(wú)功功率電壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第七章是本書總結(jié)部分，同時(shí)介紹了針對(duì)推薦模型和無(wú)功功率/電壓控制結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景。

“注意，“Fed”并不確指電能的交換方向（輸出還是輸入），所以，雙饋既有雙饋發(fā)電機(jī)，亦有雙饋電動(dòng)機(jī)。對(duì)于繞線轉(zhuǎn)子的異步電機(jī)，除了定子必然和電源相聯(lián)之外，轉(zhuǎn)子也可以和電源相聯(lián)，于是，當(dāng)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)時(shí)，稱之為雙饋異步發(fā)電機(jī)；反之作為電動(dòng)機(jī)時(shí)，則稱為雙饋異步電動(dòng)機(jī)，而只有一端和電源相聯(lián)的普通電機(jī)則屬于“單饋”。

還要指出，雙饋發(fā)電或雙饋電動(dòng)均屬于和外部電源的電能交換，因此，雙饋（Double Fed）以及串級(jí)（Cascade Control）都應(yīng)歸屬于外饋。

雙饋式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組于2008-2-3發(fā)布，2008-7-1開始實(shí)施。

為提高風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,本項(xiàng)目擬采用基于小信號(hào)穩(wěn)定的阻抗模型分析方法研究雙饋風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行控制方法。研究過程忽略機(jī)組軸系機(jī)械系統(tǒng)影響，從雙饋?zhàn)兞髌鞯目刂平嵌瘸霭l(fā)，研究變流器控制系統(tǒng)和雙饋電機(jī)電磁暫態(tài)特性與電網(wǎng)的交互影響,分析變流器控制系統(tǒng)與整個(gè)并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定的內(nèi)在聯(lián)系。研究?jī)?nèi)容包括考慮雙饋發(fā)電機(jī)磁鏈暫態(tài)和轉(zhuǎn)子側(cè)控制系統(tǒng)的阻抗建模，考慮網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋風(fēng)電機(jī)組統(tǒng)一阻抗模型及特性分析，多種并網(wǎng)條件下雙饋風(fēng)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行分析，基于阻抗特性穩(wěn)定判據(jù)的雙饋風(fēng)電機(jī)組變流器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。建模分析過程中將著重分析鎖相環(huán)和并網(wǎng)條件對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定的影響，研究在不同時(shí)間尺度下各環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)阻抗特性的影響及系統(tǒng)模型簡(jiǎn)化方法。本項(xiàng)目將為雙饋?zhàn)兞髌骺刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行提供新的思路和方法，分析方法和研究成果也對(duì)其它并網(wǎng)設(shè)備的并網(wǎng)運(yùn)行分析具有一定借鑒作用，因此具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。