杨旼才， 余建峰， 欧阳金鑫， 夏翰林， 姚 骏

(1. 国网重庆市电力公司电力科学研究院， 重庆 404100；2. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆大学， 重庆 400044)

1 引言

近年来，风电装机容量持续增长。其中，基于永磁同步发电机(Permanent Magnet Synchronous Generator, PMSG)的永磁直驱风电机组(Permanent Magnet Wind Turbine, PMWT)由于其安全可靠性和运行效率高、无功调节能力强及维护成本低等优点，在风电场中所占的比重越来越高，已成为目前的主流机型[1,2]。但是，随着风电的大量应用，电压波动、系统暂态稳定等问题逐渐暴露[3-5]。特别是全功率背靠背变流器将PMSG与电网隔离，使其二者运行不同步，由此产生了新的暂态稳定问题。因此，亟需建立不同工况和不同状态下的PMWT模型。

PMWT的模型包括详细模型和简化等值模型两类。详细模型完整模拟了风力机、传动轴系、永磁同步发电机、全功率变流器及其控制系统的响应特性。但是，详细模型阶数高、运行速度慢，将其应用于电力系统的分析十分复杂且低效。为此，部分文献通过降低阶数来建立PMWT的简化模型。文献[6]建立了集中质量块传动系统的机组模型用以模拟风电机组对电网的频率影响。文献[7]简化了变流器和变压器。文献[8]提出电励磁同步电机等效PMSG的风电机组建模方法，增加了转子特性的影响。文献[9]基于PMSG能够快速跟踪给定的功率指令的特点，将其等值为可控功率源。文献[10]将PMWT简化为电压源型逆变器等值模型和受控电压源等值模型。文献[11]对传动系统模型与变流器模型进行了降阶简化，同时忽略了桨距角控制模型。……