用于風(fēng)力發(fā)電系統中的仿真技術(shù)

發(fā)布時(shí)間:2012-10-6 09:38    發(fā)布者:1770309616
  0 引言
  出于保護環(huán)境的考慮以及全球面臨的能源短缺現狀,風(fēng)力發(fā)電在世界范圍內得到了快速發(fā)展。隨著(zhù)風(fēng)電行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,風(fēng)力發(fā)電成本逐步降低,在經(jīng)濟性上已經(jīng)能夠與核能發(fā)電、水力發(fā)電展開(kāi)競爭。當前,我國面臨電力短缺局面,在煤電占主導地位的我國電力行業(yè),因環(huán)境承載力限制以及各種因素導致的煤炭短缺局面,煤電發(fā)展受到制約。而我國風(fēng)能資源豐富,風(fēng)能利用得到了政府的政策支持,風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)面臨前所未有的發(fā)展機遇。近幾年來(lái),我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好,多個(gè)大型風(fēng)電場(chǎng)處于建設或規劃階段。
  我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚存在諸多制約因素。就技術(shù)層面而言,大型風(fēng)力發(fā)電設備生產(chǎn)技術(shù)不過(guò)關(guān),大多從國外采購或引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn),研發(fā)基礎薄弱;對風(fēng)電機組或風(fēng)電場(chǎng)的運行特性的研究不足,設備運行管理水平還有待提高。將仿真技術(shù)廣泛應用于風(fēng)力發(fā)電設備的設計、試驗測試、運行分析等各個(gè)方面,將有助于加快我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展步伐,是縮小與發(fā)達國家技術(shù)差距的捷徑。
  1 仿真技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統的應用概況
  隨著(zhù)風(fēng)力發(fā)電在世界的廣泛應用,為降低風(fēng)力發(fā)電成本、提高風(fēng)能利用效率,風(fēng)力發(fā)電設備單機容量越來(lái)越大,同時(shí)為風(fēng)機的設計制造、控制系統設計和運行等各個(gè)方面提出了更多的研究課題。傳統的實(shí)物測試研究方法已不能滿(mǎn)足發(fā)展需要,仿真技術(shù)因不受氣象條件的限制,且投入低等優(yōu)點(diǎn),逐漸在風(fēng)力發(fā)電機組的研究和測試領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應用。
  仿真即選取一個(gè)物理的或抽象的系統的某些行為特征,用數學(xué)模型來(lái)表示它們的過(guò)程,若用計算機求解數學(xué)模型,稱(chēng)為計算機仿真。通俗說(shuō)來(lái),仿真是指使用儀器設備、模型、多媒體技術(shù),以及利用場(chǎng)地、環(huán)境的布置,模仿出真實(shí)系統的工作特性和環(huán)境,進(jìn)而用于科學(xué)研究、工業(yè)設計、預測預報或教學(xué)訓練等目的的一項綜合技術(shù)。仿真若僅限于設計研究目的,則勿需仿真對象系統的環(huán)境,亦無(wú)實(shí)時(shí)仿真的必要,借助一臺主流微型計算機和商業(yè)仿真軟件即可開(kāi)展仿真研究工作。
  1980 年代初,國外學(xué)者開(kāi)始將仿真方法用于風(fēng)電機組的的性能研究[1] ,其后,仿真技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統的應用范圍逐漸拓展。目前,從風(fēng)電關(guān)鍵設備和控制系統的設計、制造、性能測試與研究,風(fēng)電機組或風(fēng)電場(chǎng)運行分析等各個(gè)方面均有仿真技術(shù)的應用。仿真技術(shù)的應用在很大程度上替代了傳統的利用實(shí)際設備開(kāi)展的設計檢驗等手段。主要的研究方向整理如下。
  1)風(fēng)能特性仿真,反映風(fēng)能的位置分布和時(shí)間變化特性。風(fēng)特性仿真結果將用于風(fēng)力發(fā)電機組或風(fēng)電場(chǎng)的仿真分析中,是風(fēng)電仿真研究的基礎。
  2)風(fēng)力發(fā)電機組仿真,仿真特定風(fēng)力機組在風(fēng)能變化下輸出電能的變化規律,分析其特性,尋找設備本身存在的不足,提供改進(jìn)建議。表征電能特性的參數主要包括有功功率、無(wú)功功率、電壓和頻率。
  3)控制系統仿真,建立待檢驗的控制系統的仿真模型和控制對象的仿真模型,建立模型間的相互聯(lián)系。改變仿真風(fēng)電機組的風(fēng)能參數或工作狀態(tài),測試在各種不同運行方式下控制系統的動(dòng)作特性和工作效果,尋找控制系統設計中存在的問(wèn)題,改進(jìn)設計后修正仿真模型進(jìn)一步驗證,直到控制系統滿(mǎn)足設計和運行要求。
  4)風(fēng)電場(chǎng)仿真,針對特定風(fēng)電場(chǎng)的具體風(fēng)能特性和實(shí)際(或規劃設計)安裝的風(fēng)電機組情況,建立整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的仿真模型。研究風(fēng)能變化、風(fēng)機介入或退出系統對風(fēng)電場(chǎng)電能特性的影響,進(jìn)而分析風(fēng)電場(chǎng)建設的可行性,分析風(fēng)電場(chǎng)不同運行方式下對電力系統的影響,或用于運行人員培訓,提高風(fēng)電場(chǎng)運行管理水平。
  國內利用仿真技術(shù)開(kāi)展風(fēng)電系統研究的起步較晚,公開(kāi)發(fā)表的仿真研究成果不多,尚未形成氣候。近幾年情況在發(fā)生變化,更多的研究人員已經(jīng)將仿真技術(shù)引入風(fēng)電系統的研究工作中,相信近期內將會(huì )有更多的高水平仿真研究成果發(fā)表,并能有力促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
  2 風(fēng)能及風(fēng)電機組仿真模型
  與常規發(fā)電機組(如火電、水電、核電)相比,風(fēng)力發(fā)電機組的突出特點(diǎn)是輸入能量不受控制,這一特點(diǎn)導致風(fēng)力發(fā)電機組在構成上與常規發(fā)電機組有著(zhù)很大的不同且呈現出多樣化特點(diǎn)。我們知道,常規發(fā)電機組的機械能-電能轉換裝置普遍采用同步發(fā)電機,而并網(wǎng)型風(fēng)電機組采用的發(fā)電機則形式多樣,如恒速恒頻同步/異步發(fā)電機、交/直/交發(fā)電機、磁場(chǎng)調制發(fā)電機、交流勵磁雙饋發(fā)電機等。因采用的發(fā)電機類(lèi)型不同,相應的控制系統區別很大,電能參數隨風(fēng)能變化的特性也有很大的不同。
  仿真研究人員需要根據風(fēng)力發(fā)電機組的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)針對性的仿真模型軟件。限于篇幅,本文主要介紹共性部分的仿真。
  2.1 典型風(fēng)力發(fā)電機組的仿真模型總體結構
  在風(fēng)電場(chǎng)中得到廣泛應用的恒速風(fēng)力機如圖1 所示[2],異步發(fā)電機將風(fēng)輪吸收的機械能轉化成電能,發(fā)電機轉速隨發(fā)電量的變化而在一定范圍內變化,因轉速變化范圍很。1% 左右),通常稱(chēng)為恒速系統。恒速系統通常選用失速型調節方式。
圖 1 恒速風(fēng)力機系統示意圖
  一種典型的變速風(fēng)力發(fā)電機組見(jiàn)圖2,它采用雙饋異步發(fā)電機(DFIG)。發(fā)電機的定子線(xiàn)圈直接與電網(wǎng)相連,轉子線(xiàn)圈則通過(guò)滑環(huán)和電力電子逆變器與電網(wǎng)連接。因此,當風(fēng)速變化引起發(fā)電機轉速變化時(shí),通過(guò)控制轉子電流的頻率,可保持定子頻率的恒定,進(jìn)而實(shí)現風(fēng)力發(fā)電機組的變速運行。在高風(fēng)速條件下,通過(guò)調整葉片槳距限制風(fēng)力機的輸出功率。
  上述兩種風(fēng)力發(fā)電機組的仿真模型的總體結構分別表示在圖3 和圖4 中[3] ,變速風(fēng)力機的控制系統要比恒速系統復雜得多,其仿真模型相應增加了槳距角、轉速、端電壓等控制器子模型和變頻器的仿真模型。
圖 2 典型的雙饋發(fā)電機組系統示意圖
圖 3 恒速風(fēng)力機仿真模型的總體結構
圖 4 變速風(fēng)力機仿真模型的總體結構
  2.2 風(fēng)能特性模型
  描述風(fēng)能特性的參數主要有風(fēng)速、風(fēng)向和風(fēng)密度。風(fēng)的密度主要取決于風(fēng)機所處的地理位置,氣候變化也會(huì )產(chǎn)生一定影響,對于特定風(fēng)機而言,風(fēng)密度可以直接取自測量數據,并可以忽略密度的變化;針對研究型的仿真應用,風(fēng)向的變動(dòng)可不予考慮,即假定風(fēng)力機一直跟蹤風(fēng)向的變化。因此,我們主要關(guān)注風(fēng)速的變化特性。
  風(fēng)因大氣環(huán)流形成,風(fēng)速是一個(gè)典型的隨機變量。若不考慮風(fēng)的方向性,風(fēng)速是其空間坐標位置和時(shí)間的函數,即v=f(x,y,z,t) 。我們將描述某一區域風(fēng)速的空域、時(shí)域分布變化特性的模型又稱(chēng)為風(fēng)場(chǎng)模型(Wind Field Model)。嚴格說(shuō)來(lái),各空間位置上的風(fēng)速因風(fēng)的隨機性、風(fēng)場(chǎng)地形等因素影響而各不相同,因此,要建立一個(gè)準確的風(fēng)場(chǎng)模型幾乎是不可能的,需要進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化處理。
  若風(fēng)場(chǎng)的地形相對平坦,周邊空曠,則基本可以認為在同一高度層上整個(gè)風(fēng)場(chǎng)內各點(diǎn)的風(fēng)速是相同的,這樣可以將風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速的三維空間模型簡(jiǎn)化為沿高度方向變化的一維模型。對于空間分布廣,且地形復雜的大型風(fēng)電場(chǎng),可以將整個(gè)風(fēng)場(chǎng)劃分成幾個(gè)區域,針對不同區域的風(fēng)能特點(diǎn)建立簡(jiǎn)化的一維空間模型,形成分段集總式一維模型。風(fēng)速空域模型轉化為研究風(fēng)速沿地平面高度方向的變化規律,借助空氣動(dòng)力學(xué)理論和風(fēng)場(chǎng)測量數據,模型不難建立。
  在時(shí)間維度上,大時(shí)期尺度(小時(shí)、天)的風(fēng)速變化范圍很大,且沒(méi)有規律可循,只能根據風(fēng)場(chǎng)監測記錄數據擬合出風(fēng)速變化模型。對于絕大多數仿真應用而言,我們不太關(guān)心大時(shí)間尺度的風(fēng)速變化,而重點(diǎn)關(guān)注小時(shí)間尺度上的風(fēng)速變化特性。在小時(shí)間尺度上觀(guān)察,風(fēng)速隨時(shí)間的變化呈現出脈動(dòng)變化的特點(diǎn),即風(fēng)速均值在一段時(shí)間內基本不變,風(fēng)速在均值附近波動(dòng),國內外學(xué)者據此提出了各種描述風(fēng)頻分布的方法,如概率分布模型、瑞利分布模型、對數正態(tài)分布模型等[1] 。
  需要說(shuō)明的是,在建立風(fēng)電場(chǎng)內各風(fēng)力發(fā)電機組的仿真模型時(shí),需要考慮到風(fēng)力機的尾流效應,即上游風(fēng)力機對下游風(fēng)力機流入風(fēng)速的影響,影響關(guān)系和程度取決于風(fēng)向、風(fēng)速和風(fēng)機安裝位置關(guān)系,此時(shí),風(fēng)力機的輸出機械能通常由尾流系數予以校正。
  2.3 風(fēng)力機模型[4]
         風(fēng)力機實(shí)際能夠獲得的機械功輸出為:

                                                                                       (1)

         式中, R 、ρ、 v 和Cp分別為風(fēng)輪半徑、空氣密度、風(fēng)速和風(fēng)能利用系數。

        Cp代表風(fēng)力機能夠從風(fēng)能中提取出機械能的程度,它取決于風(fēng)力機葉片的結構和運行狀態(tài),其數值由風(fēng)機廠(chǎng)家提供。Cp主要是葉尖速比λ和槳距角β的函數,即 :Cp=f(λ,β),對于投入運行的風(fēng)力機,葉片的潔凈程度對Cp的影響很大,譬如葉片結冰、污物聚集等會(huì )改變葉片的氣動(dòng)外型,進(jìn)而降低風(fēng)能利用系數的數值。

                                  


        式中,Ct為風(fēng)機轉矩系數,它是葉尖速比λ的函數,與風(fēng)力機結構和運行狀態(tài)相關(guān)。 輸出機械轉矩確定后,針對不同的發(fā)電機類(lèi)型,不難建立發(fā)電機電能和風(fēng)力機轉速仿真模型。
  3 風(fēng)電場(chǎng)仿真模型
  3.1 集總建模方法
  風(fēng)電場(chǎng)通常由幾百臺甚至上千臺風(fēng)力發(fā)電機組構成,涉及多種風(fēng)力機型號和發(fā)電機類(lèi)型,還需考慮各風(fēng)力機間的相互影響,使得風(fēng)電場(chǎng)仿真變得很復雜。
  按正常思路,要建立風(fēng)電場(chǎng)的仿真模型,需要針對風(fēng)電場(chǎng)中的全部風(fēng)力機,一一建立其仿真模型,并依據風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際結構關(guān)系與電網(wǎng)模型連接(多點(diǎn)接入),形成風(fēng)電場(chǎng)整體仿真模型。此種詳細建模方法的缺點(diǎn)是模型復雜,需要更多的仿真數據,運算量大,需要更長(cháng)的仿真計算時(shí)間。
  為解決上述問(wèn)題,有人提出了風(fēng)電場(chǎng)集總建模方法[5] 。集總模型包含兩層含義,一方面是由一個(gè)單一集總模型代替整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)模型,電能通過(guò)一個(gè)假想的公共接入點(diǎn)接入電網(wǎng)(單點(diǎn)接入);另一方面,根據風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力機的具體構成情況,將多個(gè)風(fēng)力機的機械能或電能計算合并進(jìn)行。此種方法因大幅減少了網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)數量,從而能夠有效地縮減電力系統模型規模,減少模型運算時(shí)間,缺點(diǎn)是模型精度有所降低。
  3.2 集總風(fēng)電場(chǎng)模型
  對風(fēng)電場(chǎng)仿真而言,另一項主要工作是建立風(fēng)力發(fā)電機所接入的電網(wǎng)的仿真模型。電網(wǎng)模型與風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力機集總模型的有機結合形成風(fēng)電場(chǎng)仿真模型,電網(wǎng)仿真模型的研究已相當成熟,在此不再贅述。
  3.2.1 恒速風(fēng)力機集總模型
  對于特定的恒速風(fēng)力機而言,風(fēng)機的機械功或發(fā)電量直接取決于作用與風(fēng)機葉片上的風(fēng)速,不存在能量緩沖。因此,可以將全部風(fēng)力機的機械功線(xiàn)形迭加,由一個(gè)發(fā)電機模型替代全部的恒速發(fā)電機計算電能參數。有的研究人員則將全部風(fēng)力機合并成幾個(gè)更大容量的風(fēng)力機對待,并相應調整發(fā)電機容量,此種處理方法實(shí)際上相當于認為多臺風(fēng)力機處于相同的風(fēng)速下,當然會(huì )帶來(lái)較大的誤差。
  恒速風(fēng)力機集總模型結構如圖5 所示,其模型建立過(guò)程簡(jiǎn)單說(shuō)明如下。
圖 5 恒速風(fēng)力機集總模型結構
  1)根據風(fēng)場(chǎng)多年的監測記錄數據建立針對性的風(fēng)速模型;
  2)將風(fēng)場(chǎng)布置輸入風(fēng)速模型,產(chǎn)生各風(fēng)力機的風(fēng)速信號;
  3)依據輸入風(fēng)速,計算每臺風(fēng)力機的機械功輸出;
  4)累加各臺風(fēng)力機的機械功輸出;
  5)總機械功輸入到代替全部發(fā)電機的等效發(fā)電機模型中,計算電能參數。
  3.2.2 變速風(fēng)力機集總模型
  變速風(fēng)力機的轉子類(lèi)似于能量緩沖器,風(fēng)機的發(fā)電量與風(fēng)速之間沒(méi)有直接對應關(guān)系,前面所述的恒速風(fēng)力機集總方法不能應用于變速風(fēng)力機中。因此,每臺風(fēng)力機的轉子必須單獨仿真。
  變速風(fēng)力機集總模型的結構見(jiàn)圖6,其模型建立過(guò)程與變速風(fēng)力機類(lèi)似。
圖 6 變速風(fēng)力機集總模型結構
  在文獻[3] 中,作者就兩種不同的建模方法(詳細建模和集總建模)所建立的風(fēng)電場(chǎng)模型的仿真計算結果進(jìn)行了對比分析,結果表明,集總風(fēng)電場(chǎng)模型除不能客觀(guān)反映出恒速風(fēng)力機系統在有功/無(wú)功功率和接入點(diǎn)電壓的脈動(dòng)特性外,其仿真結果與詳細仿真模型的結果間具有高度的一致性,證明集總建模方法能夠滿(mǎn)足仿真研究的需要。
  4 風(fēng)電場(chǎng)仿真機
  仿真技術(shù)除用于系統分析研究、設計檢驗等目的外,還可用于人員培訓目的。在電力系統,人們習慣上將用于人員培訓目的的仿真系統稱(chēng)為仿真機。為追求更好的培訓效果,要求仿真機具有很高的逼真度。仿真機逼真度主要體現在數學(xué)模型精度、人機界面逼真度和環(huán)境的相似性等幾個(gè)方面。因此,仿真機軟件具有不同于研究系統的特點(diǎn)。
  4.1 電力系統仿真機應用現狀
  電力工業(yè)涉及能量轉換、電力傳輸與調度等生產(chǎn)環(huán)節,產(chǎn)品具有不可見(jiàn)、不能直接存儲的突出特點(diǎn)。發(fā)供電量直接取決于不斷變動(dòng)的用戶(hù)負荷,其生產(chǎn)工況處于不斷變化之中,有許多重大生產(chǎn)事故、設備故障可能多年不遇,但一旦發(fā)生緊急情況,留給運行操作人員處理的時(shí)間非常短暫,如果不能及時(shí)正確處理,后果不堪設想;再則,為了追求能量轉換與傳輸的高效率,電力工業(yè)裝備向大容量、高參數方向發(fā)展,系統更加復雜,也更難以操作與控制。因此,對崗位操作人員的素質(zhì)要求很高。但由于電力工業(yè)設備昂貴,且具有連續作業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn),在生產(chǎn)裝置上進(jìn)行培訓效率低、風(fēng)險大,而且無(wú)法得到事故處理等方面的培訓機會(huì )。因此,自九十年代起,電力培訓用仿真機得到了大范圍推廣與應用。目前,電力系統仿真機的普及率和產(chǎn)業(yè)化程度居各行業(yè)之首,并代表了國內仿真行業(yè)的技術(shù)水平。
  1980 年代初,國內高校最先開(kāi)展了火電機組仿真機的研發(fā)工作,并于1980 年代末期開(kāi)始轉入實(shí)際應用。十幾年來(lái),幾家最早生產(chǎn)火電機組仿真機的單位引領(lǐng)了國內電力仿真技術(shù)的發(fā)展方向,并直接推動(dòng)了電力系統仿真機的普及。1990 年代中期以后,水電機組仿真機、核電機組仿真機、變電站仿真機、地區調度以及電網(wǎng)仿真機陸續投入使用,培訓仿真機已應用于電力生產(chǎn)與調度的各個(gè)環(huán)節。
  據不完全統計,目前國內投入使用的各類(lèi)型火電機組仿真機(含全范圍仿真機和原理型仿真機)在300 臺左右;變電站仿真機超過(guò)100 臺;核電仿真機雖臺數不多,但仿真機與發(fā)電機組的比例最高。絕大多數仿真機由國內企業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。仿真機的使用有效解決了運行操作人員的技能訓練問(wèn)題,并為提升我國電力工業(yè)的安全經(jīng)濟運行水平發(fā)揮了很大的促進(jìn)作用。
  4.2 風(fēng)電場(chǎng)仿真機的作用
  大型風(fēng)電場(chǎng)通常安裝幾十臺或幾百臺風(fēng)力發(fā)電機組,且單機容量更大,控制系統也更加復雜(變速風(fēng)力發(fā)電機組在低風(fēng)速下具有更高的風(fēng)能轉換效率,相信會(huì )得到更為廣泛的應用),對風(fēng)電場(chǎng)運行操作人員提出了更高的要求?紤]到我國風(fēng)電系統的發(fā)展現狀,風(fēng)電場(chǎng)仿真機的應用將有助于消除風(fēng)電發(fā)展面臨的某些制約因素。
  首先,可有效解決人才短缺問(wèn)題。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展直接帶動(dòng)風(fēng)電技術(shù)人員需求的增長(cháng),但當前的人才供應狀況不容樂(lè )觀(guān)。國內高校未設立風(fēng)電專(zhuān)業(yè)或專(zhuān)業(yè)方向,風(fēng)電企業(yè)只能從相關(guān)專(zhuān)業(yè)遴選所需的技術(shù)人員。技術(shù)人員缺乏對風(fēng)電場(chǎng)系統構成與運行知識的了解,更缺乏運行操作經(jīng)驗。借助仿真機,可以在較短的時(shí)間內培訓出合格的運行操作人員。
  其次,可有效提高運行管理水平。技術(shù)人員可以在仿真機上開(kāi)展反事故演習和不同運行方式仿真實(shí)驗,熟練掌握各種異常運行工況下的應對處理措施,進(jìn)而提高實(shí)際風(fēng)電場(chǎng)的運行水平,減少設備受損幾率,提高風(fēng)電場(chǎng)運行的安全性和經(jīng)濟性。
  4.3 風(fēng)電場(chǎng)仿真機模型組成特點(diǎn)
  前面敘述的風(fēng)力發(fā)電機組和風(fēng)電場(chǎng)的仿真模型側重于分析研究方面的應用,若用于人員培訓,則需要在建模方法、模型覆蓋范圍等方面做出調整。主要體現在下述幾個(gè)方面。
  4.3.1 實(shí)時(shí)模型
  要求模型參數的變化在時(shí)間尺度上與實(shí)際系統一致。受限于計算機的運算能力,對于運算量大的模型要進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。如電網(wǎng)潮流計算模型適當簡(jiǎn)化,電磁暫態(tài)過(guò)程通常不予考慮。
  4.3.2 考慮風(fēng)向和季節因素
  除前面討論的風(fēng)速變化特性外,仿真機還需要考慮風(fēng)向變化對風(fēng)電機組和風(fēng)電場(chǎng)運行的影響。同時(shí),應選取幾個(gè)代表性季節分別仿真其風(fēng)速特性,并考慮不同季節的風(fēng)密度的變化。
  4.3.3 更詳細的風(fēng)力發(fā)電機組模型
  前面提到的將風(fēng)力機或發(fā)電機合并建模的方法不再適用,需要一一建立每一臺風(fēng)電機組的仿真模型。實(shí)際機組的全部系統、運行人員在控制室能夠觀(guān)測到的全部參數均在仿真之列,仿真范圍較分析研究用模型要寬得多,除圖3、圖4 表示出的子系統外,還包括:
  1) 包含金屬溫度、振動(dòng)、受力變形等參數計算的設備本體模型;
  2) 偏航控制等輔助控制系統模型;
  3) 風(fēng)力機機械能計算應考慮尾流效應;
  4) 各種輔助系統模型,如潤滑油系統、冷卻系統等;
  5) 變壓器及廠(chǎng)用電系統模型。
  4.3.3 完整的人機界面仿真
  出于為受訓學(xué)員提供一個(gè)真實(shí)的操作環(huán)境,以及操作員站使用培訓兩個(gè)方面的考慮,仿真機應設置多臺仿真操作員站以仿真實(shí)現操作員站的全部操作監視功能。大型風(fēng)電場(chǎng)通常分期建設,操作員站因設備供貨廠(chǎng)家的不同而風(fēng)格各異,為此,應仿真實(shí)現各種不同類(lèi)型的操作員站。
  結論與展望
  在西方發(fā)達國家,仿真技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統中得到了越來(lái)越廣泛的應用,仿真理論、方法和建模技術(shù)逐步完善,仿真技術(shù)解決了很多實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中遇到的技術(shù)問(wèn)題。借鑒國外已有的研究成果,對于提高我國風(fēng)電系統仿真技術(shù)的應用研究水平將大有幫助。本文提出了應用風(fēng)電場(chǎng)仿真機開(kāi)展人員培訓,進(jìn)而解決我國風(fēng)電發(fā)展面臨的人才短缺問(wèn)題的建議。相信仿真技術(shù)的應用,對于提高我國風(fēng)電產(chǎn)品的自主研發(fā)能力和風(fēng)電場(chǎng)運行管理水平將會(huì )發(fā)揮日益重要的作用。
  主要參考文獻目錄
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  Small Lightly Interconnected Grids ,Wind Engineering Volume 28,No.1,2004
  3.  J.G.Slootweg and W.L.King,Modelling Wind Turbines for Power System Dynamics
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  5.  R.M.G.Castro,J.M.Ferreira de Jesus,An aggregated wind park model,13 th  PSCC Power
  Systems Computation Conference Proceedings,Trondheim,Norway,v.2,1999
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