发电机并网模型建立与并网过程仿真分析doc

微电网建模仿真研究及平台开发一、本文概述随着可再生能源的大规模并网和分布式电源的发展，微电网作为一种新型电力系统结构，正逐渐受到全球范围内的关注和研究。

微电网能够将分布式电源、储能装置、负荷和监控保护系统有机整合，形成一个自治、可控、可靠的小型电力系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤岛运行，从而有效提高了电力系统的灵活性和供电可靠性。

本文旨在对微电网的建模仿真研究及平台开发进行系统的梳理和总结，旨在为微电网的研究和应用提供理论支持和实用工具。

本文将首先回顾微电网的发展历程和现状，阐述微电网建模仿真的重要性及其在微电网设计、运行优化和控制策略制定中的应用价值。

随后，将详细介绍微电网建模的基本方法和常用工具，包括基于等效电路的建模、基于详细组件的建模以及基于仿真软件的建模等。

在此基础上，本文将深入探讨微电网仿真平台的关键技术，如多时间尺度仿真、动态特性分析、能量管理与优化等，并介绍相关算法和模型在仿真平台中的实现方式。

本文还将展示一个实际的微电网仿真平台开发案例，详细介绍平台的架构设计、功能模块划分、数据库建立以及用户界面设计等方面的工作。

通过该平台，用户可以方便地进行微电网的稳态和动态仿真，评估不同运行策略下的微电网性能，为微电网的规划、设计和运行提供有力支持。

本文将总结微电网建模仿真研究及平台开发的成果和不足，展望未来的研究方向和应用前景，以期推动微电网技术的进一步发展，为实现电力系统的可持续发展贡献力量。

二、微电网结构与特性分析微电网作为一种新兴的电力供应模式，其结构设计和特性分析是微电网建模仿真研究的基础。

微电网通常包含分布式电源、储能系统、能量管理系统、负荷以及保护与控制装置等多个组成部分。

这些组件通过合理的结构设计，共同构成了一个具有高度自治和灵活性的电力系统。

分布式电源是微电网的核心部分，包括风能、太阳能等可再生能源发电设备，以及柴油发电机等传统能源发电设备。

这些电源能够根据天气和负荷需求的变化，实时调整出力，保证微电网的稳定运行。

《基于RTDS的永磁风力发电机场站级低电压穿越仿真分析》篇一一、引言随着可再生能源的快速发展，风力发电作为绿色能源的重要组成部分，在全球范围内得到了广泛的应用。

永磁风力发电机因其高效、可靠的特点，在风力发电领域占据重要地位。

然而，风力发电场的稳定运行面临诸多挑战，其中之一便是低电压穿越（LVRT）问题。

本文将针对基于RTDS（实时数字仿真系统）的永磁风力发电机场站级低电压穿越问题进行仿真分析，以深入理解其工作原理及性能表现。

二、RTDS系统概述RTDS是一种实时数字仿真系统，能够模拟电力系统各种复杂的动态过程。

在风力发电领域，RTDS系统可用于模拟风力发电场的运行状态，包括风速、发电机运行状态、电网电压等。

通过RTDS系统，我们可以对永磁风力发电机的低电压穿越能力进行仿真分析，以评估其在电网故障时的性能表现。

三、永磁风力发电机低电压穿越问题分析低电压穿越是指风力发电机在电网电压降低时，仍能保持并网运行并输出一定功率的能力。

对于永磁风力发电机而言，其低电压穿越能力的强弱直接影响到风电场的稳定运行。

当电网电压降低时，若永磁风力发电机无法及时响应并调整输出功率，可能导致风电场与电网解列，造成能源损失。

因此，对永磁风力发电机的低电压穿越能力进行仿真分析具有重要意义。

四、基于RTDS的仿真分析本文采用RTDS系统对永磁风力发电机的低电压穿越能力进行仿真分析。

首先，建立风电场的仿真模型，包括风速模型、永磁风力发电机模型、电网模型等。

然后，模拟电网电压降低的故障情况，观察永磁风力发电机的响应过程及输出功率的变化情况。

通过仿真分析，我们可以得到以下结论：1. 永磁风力发电机在电网电压降低时，能够迅速响应并调整输出功率，保持并网运行。

2. 不同风速下，永磁风力发电机的低电压穿越能力有所差异。

在较高风速下，发电机能够更好地保持并网运行及输出功率的稳定性。

3. 通过合理控制励磁电流和桨距角，可以进一步提高永磁风力发电机在低电压穿越时的性能表现。

发电机并网
发电机并网指将发电机连接至电力系统的过程。

当发电机并网时，其生成的电能将投入到电力系统供应电力。

发电机并网有以下几个步骤：
1. 检查发电机：首先要确保发电机的工作状态良好。

检查发电机的运行情况、接地情况和防护装置等是否正常，并确保发电机的电气参数与电力系统符合要求。

2. 调整发电机参数：根据电力系统的要求，调整发电机的电气参数，包括电压、频率和功率因数等。

3. 连接发电机至电力系统：将发电机的输出端通过变压器或开关设备连接至电力系统。

在连接过程中，需要确保发电机的相序和电压相同，并保持稳定的相角差。

4. 实施并网操作：在连接发电机至电力系统后，需要进行
一系列的并网操作。

这些操作包括调整发电机的励磁电流、同步发电机与电力系统的频率和相角、逐步提供发电机的
有功和无功功率，并确保发电机与电力系统的电气参数稳定。

5. 运行监控：一旦发电机并网成功，需要对发电机以及与
电力系统的连接进行持续的监控。

监控内容包括发电机的
功率输出、电流和电压波形、发电机与电力系统的频率和
相角等。

发电机并网是一个复杂的过程，需要专业的设备和人员进
行操作，并需要符合电力系统的相关标准和规范。

正确地
进行发电机并网操作能够确保发电机的安全稳定运行，并
将其生成的电能有效地供应给电力系统。

电力系统自动化课程设计报告书院(部)别信息科学与电气工程学院专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师时间课程设计任务书题目电力系统仿真课程设计学院信息科学与电气工程学院专业电气工程及其自动化班级学生姓名学号12 月15 日至12 月26 日共2 周指导教师(签字)院长(主任)(签字)2014 年12 月26 日说明：本任务书一式二份，院(部、系)、教务处各一份。

目录一、绪论 (1)1.1概述 (1)1.2 短路的危害及防范措施 (2)二、电力系统短路故障分析 (4)2.1 短路故障分析的内容和目的 (4)2.2 无穷大供电功率电源三相短路介绍 (4)2.3 对称短路实例 (5)三、电力系统仿真模型的建立与分析 (7)3.1 电力系统仿真模型 (7)3.2 仿真模型模块选择及参数设置 (8)3.3仿真结果与分析 (10)四、结论 (12)五、心得体会 (13)六、参考文献 (13)摘要：二十一世纪的到来将把信息技术水平的发展带入一个全新的阶段，就目前而言，计算机仿真技术已经在各领域中得到了广泛的应用，在电力系统的规划、设计、运行、分析、改造及人员培训的各个阶段,仿真技术都可以发挥重要作用。

发动机并网是电力系统中常见而重要的一项操作,不恰当的并列操作将导致严重的后果。

因此,对同步发电机的并列操作进行研究,提高并列操作的准确度和可靠性,对于系统的可靠运行具有很大的现实意义。

MATLAB是高性能数值计算和可视化软件产品。

它由主包、Simulink 及功能各异的工具箱组成。

从版本5.2开始增加了一个专用于电力系统分析的PSB（电力系统模块,Power system blockset ）。

PSB中主要有同步机、异步机、变压器、直流机、特殊电机的线性和非线性、有名的和标么值系统的、不同仿真精度的设备模型库单相\三相的分布和集中参数的传输线单相、三相断路器及各种电力系统的负荷模型、电力半导体器件库以及控制和测量环节。

基于Matlab_Simulink的永磁直驱风⼒发电机组建模和仿真研究-2发电机参数：极对数42；d 轴电抗1.704mL ；q轴电抗1.216mL ；转⼦磁通4.7442Wb ；转动惯量11258J 。

PI 参数：⽹侧电流内环d 轴（1.5、1），q 轴（0.5、37）；⽹侧功率外环（0.0002、0.05）；直流侧电压（2、120）；机侧电流内环d 轴（-3、-24），q 轴（-3、-80）；机侧功率外环（-3、-60）。

本仿真中风速由6m/s 变化到9m/s ，最后变化到12m/s 。

在最⼤风能捕获控制情况下，随着风速的变化，转⼦转速不断调整，以保持最佳叶尖速⽐，从⽽达到最⼤风能利⽤，图8为风速、转⼦转速、机械和电磁转矩变化曲线。

机侧电压电流变化如图9所⽰，在最⼤风能捕获模式下，电压和电流频率随着风速的增⼤⽽增⼤，电压幅值从260V 变化到400V 、540V ，电流幅值变化为380A 、850A 、1500A 。

电⽹侧及直流侧电压电流变化如图10所⽰，电⽹电压保持恒定，电流幅值随着风速的增⼤⽽增⼤变化范围为：168A 、580A 、1290A 。

直流侧电压在风速突变时有⼀个充电过程，电压升⾼，最⾼达到1320V ，经过⼤约0.1s的暂态过程后恢复到额定值1200V 。

永磁直驱发电机输⼊电⽹有功及⽆功功率如图11所⽰，有功功率随着风速的升⾼⽽不断变化，最后维持在1.1MW ，⽆功功率基本保持为零，波动幅值为5kW 。

实际输出有功功率与参考功率的⽐较如图12所⽰，在风速突变后参考功率⼤于实际输出功率，经过⼤约0.1s 的暂态过程后基本吻合。

永磁直驱发电系统机侧及⽹侧电压电流的d 、q 轴分量的变化如图13、14所⽰。

机侧电压d 、q 轴分量随着风速变化⽽变化，机侧电流采⽤零d 轴控制策略，所以d 轴分量维持为零，q 轴分量反映功率的变化。

⽹侧电压保持恒定，因为⽆功参考值为零，所以图11输⼊电⽹有功及⽆功功率Fig.11Active and reactive power input togrid图12输⼊电⽹有功功率与参考功率图Fig.12Active power input to grid and it ’sreference第27卷第9期电⽹与清洁能源图10电⽹侧及直流侧电压电流变化Fig.10Variation of voltage and current of grid and DC side 图9机侧电压电流变化Fig.9Variation of generator-side voltage andcurrent图8风速、转⼦转速、转矩变化Fig.8Variation of wind speed,rotor speed andtorqueClean Energy97电流q 轴分量为零。

基于MATLAB的发电机仿真实验实验目的1.学习运用matlab软件对发电机进行仿真短路试验。

2.对系统的稳态运行、单相短路、两相短路、三相短路进行比较分析。

3.对系统并网状态进行分析。

实验内容用matlab软件搭建一个发电机与负荷小系统模型，仿真各种短路情况并对结果做进一步分析。

实验步骤一、熟悉原件熟悉matlab中simulink、simmechanics、simpowersystems等要用到的主要模块。

了解模块中的各个原件。

二、建立模型单机系统仿真图（并网前）（并网后）三、选择模块1.从simpowersystems-machines中找到发电机simplified synchronous machine si units元件并复制到电路图中，双击发电机元件，进行参数设置如下：2.从simulink-sources选择常数发生器constant元件，并复制到电路图中，设置机械功率值为700e6，设置电压幅值为156e3。

3.从Simpowersystems-measurements选择三相电压-电流测量three-phase v-i measurement元件，并复制到电路图中，设置参数如下：4.从Simpowersystems-elements中选择传输线路distributed parameters line元件，并复制到电路图中，设置参数如下：（线路1与线路2设置参数相同）5.从Simpowersystems-elements中选择三相电路短路故障发生器three-phase fault元件，并复制到电路图中，参数设置如下：6.从Simpowersystems-elements中选择三相断路器three-phase breaker元件，并复制到电路图中，参数设置如下：7.从Simpowersystems-elements中选择三相变压器three-phase transformer(two windings)元件，并复制到电路图中，参数设置如下：8.从Simpowersystems-elements中选择三相串联rlc负载three-phase series rlc load元件，并复制到电路图中，参数设置如下：9.从Simpowersystems-measurements中选择multimeter，并将它们复制到电路图中。

发电机组的并网与并机调试在电力系统中，发电机组的并网与并机调试是确保发电机组安全可靠运行的重要环节。

本文将介绍发电机组的并网与并机调试流程及相关注意事项，以帮助读者更好地理解该过程。

一、发电机组的并网调试1. 并网前准备工作在进行发电机组的并网调试之前，需要进行一系列准备工作，包括：（1）检查发电机组的机械部分，确保设备无异常，保证发电机组的运行安全和稳定性；（2）检查发电机组的电气部分，包括绝缘状况、接线端子是否松动、电缆是否损坏等，以保证电气连接正常；（3）根据实际情况，检查并确定发电机组的平衡电压和频率与并网电网相匹配；（4）确保发电机组与并网电网的相位一致，防止发生相位差引起的故障。

2. 并网调试过程并网调试需要严格按照操作规程进行，包括以下步骤：（1）将发电机组连接至并网输电线路或配电系统，确保连接可靠；（2）确认发电机组控制系统的各个参数设置正确，并进行相应的功能测试；（3）启动发电机组，确保机组能够正常运行，监控各个参数是否在正常范围内；（4）逐步调整发电机组的有功和无功功率输出，使其与并网输电线路或配电系统相匹配；（5）监测发电机组与并网电网之间的电压和频率是否稳定，在调整中保持平衡；（6）进行并网实验，包括断网试验、并网切除试验等，验证发电机组的安全可靠性。

二、发电机组的并机调试1. 并机前准备工作并机调试针对多台发电机组并联运行的情况，需要进行一些准备工作，包括：（1）确保待并机的多台发电机组都已完成并网调试，运行稳定；（2）检查发电机组间的电流互感器连接，确保相同相序的发电机组互感器连接一致；（3）确保发电机组间的电压和频率相近，做到不会引起过大的电压和频率差异。

2. 并机调试过程并机调试需要严格按照操作规程进行，包括以下步骤：（1）将待并机的发电机组逐一连接至同一并机母线上，确保连接可靠；（2）进行电气参数的检查，包括电压、频率、相位等，确保各发电机组间的电气参数一致；（3）逐步调整各发电机组的功率输出，使其平衡负荷，避免任何一台发电机组过载；（4）监测发电机组间的电流和功率分配情况，确保各发电机组均衡运行；（5）测试并机过程中的切除和切入操作，确保发电机组的切换能够平稳进行；（6）对并机后的发电机组进行运行监测，确认各发电机组运行正常，互相之间没有干扰。

（类 别: 全日制硕士研究生 题 目：基于P S C A D 的双馈感应风力发电机并网控制 英文题目：Grid Connection Control of DFIG Wind Power Generation Based on PSCAD 研究生：周杰 学科名称：电力电子与电力传动 指导教师：李含善 教授 任永峰 副教授 二○一○年五月硕士学位论文分类号: 学校代码: 10128 U D C : 学 号: 20071079摘要全球能源不断消耗，环境日益污染。

风能是一种绿色能源，已经受到世界各国的广泛重视。

风力发电技术得到了快速的发展，已经由初期的恒速恒频（CSCF）风力发电发展到现在的兆瓦级变速恒频（VSCF）风力发电。

其中，双馈电机（DFIG）变速恒频风电机组由于其自身的各种优点已经成为风力发电的主流。

采用双馈电机的风力发电系统具有变速运行、四象限潮流控制、改善电能质量、变频器容量小等优点，在风力发电中被广泛使用。

本文以电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC为平台，对兆瓦级变速恒频双馈电机进行了仿真研究。

分析了双馈电机的基本结构、运行原理、能量流动关系，建立了双馈电机数学模型。

在此基础上建立了转子侧变换器与网侧变换器的控制系统。

转子侧变换器采用定子磁链定向的矢量控制，并网前实施空载并网控制，并网成功后进行控制策略切换。

在额定风速以下时，发电机输出功率未达到额定功率，采用最大功率跟踪控制，并给出最大风能追踪下的定子有功功率的参考值；在额定风速以上时，增大桨叶节距角，使风力发电机组保持在额定功率发电。

网侧变换器采用电网电压定向的矢量控制，实现直流电压的稳定及网侧的单位功率因数控制。

仿真研究中，将所建模型与PSCAD/EMTDC模型库中的已有模型相结合。

并网前结合桨距角控制解决了转子转速缺乏控制的问题。

风机从接入电网，控制策略切换到发电的全过程仿真表明，该控制策略能快速地控制发电机的定子电压满足并网条件，实现电机在变速条件下的顺利并网，能够很好的实现功率解耦控制及最大风能追踪。

应用于微网的虚拟同步发电机结构及其动态性能分析一、概述随着分布式能源的快速发展和智能电网建设的深入推进，微电网作为实现能源优化利用和提高电网可靠性的重要手段，正日益受到广泛关注。

微电网是一个由分布式电源、储能装置、负荷以及控制装置等组成的小型发配电系统，它既可以与大电网并网运行，也可以在孤岛模式下独立运行，为局部区域提供电力供应。

由于微电网中的分布式电源多为电力电子接口设备，其动态响应特性和传统同步发电机存在较大差异，这给微电网的稳定运行和能源优化调度带来了挑战。

为了解决这一问题，虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）技术应运而生。

虚拟同步发电机是一种通过电力电子变换器模拟同步发电机运行特性的技术，它能够使得分布式电源在微电网中表现出类似传统同步发电机的外特性，从而增强微电网的稳定性和可靠性。

虚拟同步发电机技术不仅保留了电力电子设备的快速响应特性，还具备了传统同步发电机的惯性特性和阻尼特性，能够更好地适应微电网的运行需求。

本文将对应用于微电网的一种虚拟同步发电机结构进行详细介绍，并深入分析其动态性能。

我们将探讨虚拟同步发电机的基本原理和关键技术，包括其产生背景、工作原理以及与传统发电机的异同点。

我们将设计一种适用于微电网的虚拟同步发电机结构，并详细阐述其控制策略和实现方法。

在此基础上，我们将通过仿真实验和案例分析，对虚拟同步发电机的动态性能进行深入研究，包括其响应速度、稳定性以及能源利用效率等方面的优势。

1. 微网的概念与特点作为现代电力系统的一种新型组织形式，是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷以及监控、保护装置等共同组成的小型分布式发电系统。

它不仅可以作为一个独立自治的系统运行，也可以与大电网进行并网运行，体现了高度的灵活性和自主性。

微网内的分布式电源形式多样，包括光伏发电系统、微型燃气轮机、燃料电池等，它们与储能装置协同工作，共同满足微网内负荷的电力和热能需求。