核心提示：　　Arklow海上風電場位于愛爾蘭Wicklow郡境內，距愛爾蘭東海岸約7~12km規劃容量為200臺風電機組，總裝機容量達500MW.目前選址和論證工作已經芫成，工程將分階段進行，到200 7年全

　　Arklow海上風電場位于愛爾蘭Wicklow郡境內，距愛爾蘭東海岸約7~12km規劃容量為200臺風電機組，總裝機容量達500MW.目前選址和論證工作已經芫成，工程將分階段進行，到200 7年全部投產，屆時將成為世界上最大的海上風電工程。一期工程在2003年內投運，將向愛爾蘭電力系統提供大約25MW電力。該期項目將安裝7臺CE 3.6MW風力發電機組，是目前投入商業運行的單機容量最大的風電機組一采用諸如雙饋式異步發電機、丨CBT控制的變頻器，變槳距控制以及動態電壓和無功補償等一系列最新實用技術。同時，風電場已經和愛爾蘭供電委員會（ESB）達成接入電網協議。該風電場將通過海底電纜與ESB現有的38kV變電站相連1.因為愛爾蘭發展風電的歷史很短，缺乏相關的經驗，尤其是大型風電場的并網運行經驗，因此，迫切需要開展相關研究，分析類似大型風電場與愛爾蘭全國電網之間的相互影響，特別是系統的動態穩定性和風電場對系統事故的抗干擾能力。

　　1雙饋異步發電機模型雙饋型異步發電機具有繞線式轉子，通過ICBT控制的電壓源變頻器與電網相連，其中IGBT四象限運行，模塊采用脈寬調制技術，輸出正弦波電壓。該特點保證發電機電壓和頻率持續不變，不受轉子速度的影響，從而實現對滑差功率的有效利用，減小發熱損耗。如果把傳統的感應式發電機看作是轉子短路這一特例，那幺雙饋式異步發電機模型可以寫作：變栩器雙饋電機工作原理了整流電路部分，假iS變頻器是理想變頻器。為防止模型失真，需要考慮變頻器回路中直流環節的穩定性，因此在模型中加入一個反時限動作的低電壓保護機制。當系統電壓降低并持續一段時間后，例如90%正常電壓值，那么延時1~2nhn切除風電機組。電壓越低，延時越短。如果電壓降得非常低，達到臨界值，瞬時切除風電機組：其中：芳=5+成，暫態電勢，轉子電壓；機端電壓，八十L，定子電流t'，機械功率，rE=-Rs丨丨，定子上。的電磁功率；A=，f為系統頻率；轉子滑差；為轉子速度；X=等值電抗；暫態電抗，2冗A轉子回路時間常數。

　　該模型已經在異步電機模型的基礎上作了適當簡化，忽略了定子暫態過程，適用于一般的暫態穩定分析。這種發電機僅在轉子回路中使用脈寬調制電壓源變頻器，需要處理的功率只占全部發電功率的20%，因此效率相當高。為節省仿真時間，在模型中簡化轉速及偏移；分別是風機捕獲風能和風機向發電機傳遞的功率；分別是風機軸系角度和發電機轉子角度；ZCS是扭轉力矩系數；P是空氣密度；r是風機掃風面積半徑；V是風速；cp是風機效率系數，是葉尖速比5V =和槳矩角辦的鄧越性函數8.通過變速驅動的方式，可以實現對風機轉速的精確調整，從而在相當寬的范圍內跟蹤最優葉尖速比，保證風機以最優效率運行。與此運行策略相適應，通過槳矩角調整與變頻器控制相結合，風機能夠在次同步速、同步速和超同步速3種運行狀態中自由切換。如所示，槳矩角的調整可以通過比例-積分控制器實現，發電機轉子速度作為反饋信號。

　　I亞洲：Arklow海上風電場與爰爾蘭電網的相互影響齒輪箱雷亞洲：Arklow海上風電場與爰爾蘭電網的相互影響速度反饋槳矩控制機理風電場與電網聯接3與電網聯接如所示，為把風電場的電能高效地輸送到愛爾蘭全國電網上，需要在Arklow淺灘上建立1個38kV升壓站，通過12km左右的海底電纜與ESB38kV的Arklow變電站相連。由于海底電纜的充電電容相當之大，在低負荷期間會給風電場帶來有害的高電壓，因此，在變電站附近裝設一個靜止無功補償器（SVC），正常運行時吸收過的無功，緊急狀態下向系統（和風電場）提供動態的無功支持。

　　但是，SVC的補償容量與系統的電壓水平關系密切，當端電壓降低時，其輸出無功功率以平方關系減小。因此在系統故障期間，對風電機組的支持作用有限。

　　4算例分析在PSS/E動態仿真平臺上開發的變槳矩控制變速雙饋式異步風力發電機模型可以實現與PSS/E暫態仿真模塊的無縫聯接。

　　風電機轉速及槳矩角率的變化曲線。是風機角速度、發電機角速度以及槳矩角變化曲線。因為風電場3乓故障地點較遠，因此風機端電壓下降不多，得以從故障中順利恢復正常運行，而沒有脫網。

　　作為對比，分別在電網西部、南部和負荷中心QWin地區選取一個220kV變電站母線作為故障點，仿真結果如表1所示。雖然及時切除故障（150ms）可以避免同步發電機組失步，但是在其中3個地點發生單一故障的情況下，可能導致風力發電機端電壓過低而脫網。這3個故障點都在Dublin地區附近，因此在分析系統對Arklow風電場的影響時，需要詳細考慮Dublin及附近電網的情況。

　　4.125MW風電場Arklow―期風電場裝機容量25MW，7臺GE3.6MW風力發電機組互聯之后，經38kV升壓變再通過海底電纜連接到ESB主系統。是在主電網科克地區某220kV變電占母線發生瞬時三相短路故障（麟約150ra），風力發電機組的端電壓及其輸出（或吸收）功表125MW風電場暫態穩定性分析地區故障母線風電機同步發電機恢復穩定脫網穩定恢復穩定脫網穩定脫網穩定