電力仿真解讀

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。