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三相异步风力发电站

  • 本例展示了一个并网风力涡轮机模型。
  • 风力涡轮机的发电机采用鼠笼式转子 P = 150 千瓦的异步机。与同步电机不同,异步电机具有更高的可靠性、更简单的结构和更低的质量,而这正是提高风力发电机可靠性所必需的。
  • 异步发电机与电网相连,在本地负载 P = 75 千瓦的情况下运行。当发电机的发电量超过 75 千瓦时,多余的电能将传输到电网。异步发电机消耗无功功率,因此在其母线上连接了一个 Q = 90 kVar 的电容器组。
  • 使用 Engee 功能块 (https://engee.com/helpcenter/stable/base-lib-user-defined-function/engee-function.html) 对风力发电机进行建模,以反映功率与风速的关系。该依赖关系考虑到当风速低于最小运行速度 3 米/秒或高于最大运行速度 23 米/秒(风暴停机)时,风力发电机产生的功率为零。

模型总览

asynchronous_wind_turbine_generator.png

使用软件控制实现模型运行:

加载模型

In [ ]:
model_name = "asynchronous_wind_turbine_generator"
model_name in [m.name for m in engee.get_all_models()] ? engee.open(model_name) : engee.load( "$(@__DIR__)/$(model_name).engee");

运行已加载的模型

In [ ]:
results = engee.run(model_name)
Out[0]:
Dict{String, DataFrame} with 4 entries:
  "Скорость ветра, м/с"       => 3001×2 DataFrame…
  "Реактивная мощность, о.е." => 3001×2 DataFrame…
  "Механическая мощность, Вт" => 3001×2 DataFrame…
  "Активная мощность, о.е."   => 3001×2 DataFrame

建模结果

导入模拟结果

In [ ]:
simulation_time = results["Скорость ветра, м/с"].time;
wind_speed = results["Скорость ветра, м/с"].value;
mechanical_power = results["Механическая мощность, Вт"].value;

风速

In [ ]:
gr();
plot(simulation_time, wind_speed)
plot!(title = "Скорость ветра, м/с", ylabel = "Скорость ветра, м/с", xlabel="Время, c")
Out[0]:

风轮轴的机械功率:

In [ ]:
plot(simulation_time, mechanical_power)
plot!(title = "Механическая мощность, Вт", ylabel = "Механическая мощность, Вт", xlabel="Время, c")
Out[0]:

结论:

在本示例中,使用工具对风力涡轮机模型进行指令控制,模拟持续时间为 60 秒。模拟结果被导入脚本,并使用 Plots 库中的交互式绘图进行可视化。