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文章建立了基于風(fēng)速功率譜密度的風(fēng)速模型；得出了包含石家莊風(fēng)機大慣量及風(fēng)剪、塔影效應(yīng)的石家莊風(fēng)機動態(tài)模型；考慮機械傳動機構(gòu)柔性，建立了機械傳動機構(gòu)柔性軸模型，并得出了機械傳動結(jié)構(gòu)機械參數(shù)最優(yōu)選擇規(guī)律；此外，還對雙饋發(fā)電機及其控制策略進行了簡單論述，并討論了模擬系統(tǒng)電氣參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。然而，上述研究還存在很多不足，一方面，雖然建立了動態(tài)石家莊風(fēng)機模擬器模型，并未進行整個系統(tǒng)的風(fēng)速響應(yīng)特性分析。
另一方面，如本文所述動態(tài)石家莊風(fēng)機模擬器已不能僅僅當(dāng)作一個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩源計算，其輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)該是一個包含慣量補償轉(zhuǎn)矩、周期性脈動轉(zhuǎn)矩等的諧波轉(zhuǎn)矩，這樣一個動態(tài)石家莊風(fēng)機對風(fēng)力發(fā)電后續(xù)系統(tǒng)會有哪些影響，需要施加哪些控制策略予以配合，這是一個值得關(guān)注的問題。基于以上問題的研究需要，本章首先建立起整個雙饋風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)的仿真模型，在此基礎(chǔ)上展開仿真研究，以探求動態(tài)石家莊風(fēng)機特性對整個模擬系統(tǒng)的影響。首先建立了整個雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真平臺，系統(tǒng)中原動機(動態(tài)石家莊風(fēng)機模擬器)輸出轉(zhuǎn)矩，而雙饋電機則相當(dāng)于它的負載，系統(tǒng)的穩(wěn)定是通過原動機與雙饋發(fā)電機的能量平衡予以實現(xiàn)。
本文所建整個雙饋風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)仿真平臺，雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真主要由風(fēng)速模型、動態(tài)石家莊風(fēng)機模擬器模型、機械傳動結(jié)構(gòu)模型、最大功率點跟蹤模塊和雙饋發(fā)電機及其控制模塊組成。這里有必要將雙饋電機的控制策略作以簡單說明，雙饋電機系統(tǒng)采用經(jīng)典的雙閉環(huán)控制策略，內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，外環(huán)為轉(zhuǎn)速。最大功率點跟蹤控制策略是通過轉(zhuǎn)速外環(huán)控制來進行的；而且雙饋電機為完全轉(zhuǎn)速控制，其中原動機和發(fā)電機均采用電動機慣例。雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)速響應(yīng)特性，其中對系統(tǒng)轉(zhuǎn)速不加任何控制，整個雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)工作于單電流環(huán)狀態(tài)，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定完全是靠石家莊風(fēng)機模擬器與發(fā)電機之間的功率平衡來完成。雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)先在隨機風(fēng)速的作用下空載起動，使得石家莊風(fēng)機運行在其特性曲線的下坡段，其輸出功率基本為零。
而在t=30s時，給雙饋電機突加一定負載，則此時石家莊風(fēng)機在風(fēng)場風(fēng)速下帶動恒定負載做變速運行，石家莊風(fēng)機在其不同的風(fēng)速曲線上來回切換。其中是按照第二章所建風(fēng)速模型模擬的風(fēng)場隨機風(fēng)速，風(fēng)速在7m／s附件波動。為石家莊風(fēng)機模擬器輸出轉(zhuǎn)矩特性，由于石家莊風(fēng)機在O～30s屬于空載起動，石家莊風(fēng)機轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定后，石家莊風(fēng)機模擬器輸出轉(zhuǎn)矩近乎為零，只有在雙饋電機加載以后，石家莊風(fēng)機才在其不同風(fēng)速特性曲線上切換運行，從而帶動恒定負載作變速運行。為石家莊風(fēng)機模擬器輸出總功率，可以看出其余石家莊風(fēng)機轉(zhuǎn)矩輸出變化趨勢一致。可以看出系統(tǒng)在加載以后，其轉(zhuǎn)速在同步轉(zhuǎn)速周圍波動，此時雙饋電機有多個從次同步到超同步的過度過程；其分別為雙饋電機轉(zhuǎn)子電流于轉(zhuǎn)予電壓在50～60s的放大．可以看出雙饋點電機轉(zhuǎn)子時而從電網(wǎng)吸收能量，時而向電網(wǎng)輸送能量，其取決于雙饋電機的運行狀態(tài)。
雙饋電機定子輸入功率可以看出，在恒定負載情況下，雙{i}I電機定予輸出功率基本恒定，只有細微的波動；而雙饋電機輸入功率由于風(fēng)速的波動，雙饋電機轉(zhuǎn)子功率有較大的波動，雙饋電機定轉(zhuǎn)子總功率亦有較大的波動，風(fēng)能的波動直接影響到了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的能量波動。