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基于RTDS的微电网数字仿真平台研究 王旭东，刘 涛，蒋菱，李晓辉 《天津市电力公司电力科学研究院天津西青300384) 【摘要】 作为分布式电源接入电网的重要形式，微网在配电网中的渗透率与日俱增。提出一 种基于RTDS的微电网数字仿真平台，建立了包括双馈式变速恒频风力发电、光伏发 电系统、储能系统在内的微网典型元件的R朋)s仿真设备模型及其控制模型，在此基 础上，建立微网系统仿真模型，包括并网模型和孤岛运行模型。本仿真平台的建立 为微网相关控制技术，测试技术等方面的研究提供了技术基础和实验条件，具有广 阔的工程应用前景。 【关键词】 aTDS(实时数字仿真系统)；分布式发电；储能；微网 0引言 随着常规能源的逐渐衰竭和环境污染的日益加重，世界各国纷纷开始关注环保、高效和灵活的发电方 式——分布式发电(Distributed 发电并人配电网的管理办法、服务通知、技术标准，为分布式发电的大规模、高渗透率地并网提供了坚实的 技术和政策支撑。在可以预见的未来，作为集中发电和互联大电网输配电模式的有效补充，分布式发电将 成为我国电能的重要供应形式。 以光伏发电、风力发电为代表的分布式发电具有间歇性、复杂性、多样性、不稳定性的特点，大量分布 式发电并网将有可能造成电力系统对其不可控制和难以管理的局面，并引发相应的电能质量、电网安全性 和稳定性等诸多问题。因此，将分布式发电供能系统以微网的形式接人到大电网并网运行的形式获得了 包括美国和欧盟在内的世界很多国家和地区的重视和推广。我国微电网所占电网容量份额在逐年增 加口1，研究微电网的控制、保护以及测试技术，建立完备的微电网仿真平台和性能测试体系，提升电网接 纳微电网的能力就显得尤为重要。 因此，对基于RTDS的风一光一储型微网数字仿真平台进行了研究。首先提出典型双馈式变速恒频 风力发电模型、光伏电池模型和蓄电池模型。微网控制策略的研究包括对微网并网运行和孤岛运行两种 主要运行方式及其控制策略的研究，包括并网运行时的PQ控制，孤岛运行时的对等控制和主从控锚。在 以上研究的基础上，基于电力系统实时数字仿真器(BTDS)平台，构建分布式电源的典型模型库和微网控 制协调方式库，并根据所构建的数字仿真系统，对中新天津生态城智能营业厅微网系统进行建模，以验证 该平台的正确性和实际可行性。从而为微电网控制技术研究和保护设备的测试和分析提供了技术基础。 微网典型设备建模 1．1双馈式变速恒频风力发电系统 一 fedinduction 由绕线式双馈发电机(Doubly 前应用和研究最为广泛的风力发电系统。类似于绕线式异步电动机串级调速，流过转子回路的功率是双 馈发电机的转速运行范围所决定的转差功率，该转差功率仅为定予额定功率的一小部分，而且可以双向流 动。双馈式变速恒频发电系统如图l所示，主要包括风力机、齿轮箱、双馈电机和背靠背PWM变频器。 307 变速恒频的优点是能在不同的风速下通过调节电磁转矩来改变发电机转速以保证很高的风能利用系数。 图2为RTDS平台对应图I结构的模型。 转子侧变频器 网侧变频器 图l双馈式风力发电系统结构图 ；警孽鬻“i惑熟 ，——苗——鼍一 f一，～{。。 o《。I，一k‰＆‘ 、，—盘等一 ’l基薹弋 i曲 翟 、嚣 ：。 ；n” {‰一毒 ? 蚺 ： 一V ☆1wd ㈣。，邋㈦垮7 } o，一 i莓“‘? ’一、…‘{。5。 嚣j