L Paero on the rotor blade side (pu) +1 Initial rotor slip (pu)
2. Mô hình điện gió Type
Mô hình ổn định tuabin gió WT4 của phần mềm PSS®E được phát triển để mô phỏng tính ổn định của các Turbine sử dụng bộ chuyển đổi điện toàn công suất (Full Size Converter Unit).
Hình 0.16: Turbine điện gió Type 4 (Turbine FSC) [1]
Công suất phát (bao gồm công suất của nhà máy sẽ được lấy trong tính toán trào lưu công suất . Chế độ điều khiển công suất phản kháng phải được đặt là 2, tức là nhà máy điện gió điều khiển điện áp thanh cái trong phạm vi công suất phản kháng đã cho [Qmin, Qmax]. Trong mô hình điện gió Type 4, quy đổi tương đương cho toàn bộ nhà máy bằng cách nhân giá trị MBASE cơ bản của mỗi turbine cho số lượng turbine trong nhà máy.
Trong phần mềm PSS/E. Mô hình điện gió Type 4 tiêu biểu được mô hình hóa thành 2 mô hình thành phần như sau:
– WT4G: Mô hình máy phát/bộ biến đổi (generator/converter model)
– WT4E: Mô hình điều khiển điện (electrical control model)
Hình sau sẽ thể hiện sự tương tác giữa các khối thành phần trong mô hình tiêu biểu điện gió Type 4 trong phần mềm PSS/E
Trang 27
Hình 0.17: Tương tác giữa các khối thành phần trong bộ mô hình tiêu biểu cho điện gió Type 4[1]
Mô hình điện gió Type 4 có cấu trúc gần giống như các mô hình nhà máy điện mặt trời. Mô hình chỉ có bộ điều khiển điện và không có mô hình điều khiển cơ. Do đó, mô hình chỉ điều khiển và tính toán các biến tham số liên quan đến phần điện của nhà máy (Dòng điện, điện áp, công suất phản kháng, công suất tác dụng …).
(a) Mô hình máy phát/ bộ biến đổi công suất (WT4G1)
Mô hình của bộ chuyển đổi công suất/máy phát tính toán dòng điện đưa vào lưới dựa trên các tín hiệu điều khiển được lọc từ mô hình điều khiển điện. Cả hai tín hiệu điều khiển dòng tác dụng (WIPCMD) và điều khiển dòng phản kháng (WIQCMD).
Mô hình máy phát/bộ biến đổi công suất trong điện gió Type 4 có cấu trúc và phương thức hoạt động giống với mô hình máy phát/ bộ biến đổi công suất trong điện gió Type 3. Các mạch Logic chính bao gồm High Voltage Reactive Current Logic và Low Voltage Reactive Current Logic đảm nhận vấn đề điều chỉnh công suất P và Q đưa ra hệ thống.
Hình 0.18: Mô hình hàm truyền của WT4G1 [1]
Trang 28
(Western Electricity Coordinating Council) [3]. Báo cáo đưa ra tham số tiêu biểu cho mô hình WT4G1, cụ thể theo bảng sau:
Bảng 0.11: Tham số tiêu biểu cho mô hình máy phát/ bộ biến đổi (WT4G1)
CONs Giá trị Mô tả
J 0.02 TIQCmd, Converter time constant for IQcmd J+1 0.02 TIPCmd, Converter time constant for IPcmd
J+2 0.40 VLVPL1, LVPL voltage 1 (Low voltage power logic)
J+3 0.90 VLVPL2, LVPL voltage 2
J+4 1.11 GLVPL, LVPL gain
J+5 1.20 VHVRCR, HVRCR voltage (High voltage reactive current limiter) J+6 2.00 CURHVRCR, HVRCR current (Max. reactive current at
VHVRCR)
J+7 2.00 RIp_LVPL, Rate of LVACR active current change J+8 0.02 T_LVPL, Voltage sensor for LVACR time constant
STATEs Mô tả
K Converter lag for Ipcmd K+1 Converter lag for Eqcmd K+2 Voltage sensor for LVACR
VARs Mô tả
L Previous Vterm magnitude L+1 VAACC, previous Vterm angle L+2 deltaQ, overvoltage correction factor
(b) Mô hình điều khiển điện (WT4E1)
Mô hình điều khiển điện của điện gió Type 4 (WT4E1) nhận các tham số điện áp đầu cực (Vterm), công suất tác dụng Pelec và công suất phản kháng Qelec từ mô hình máy phát / bộ biến đổi công suất (WT4G1). Trong mô hình điều khiển điện của điện gió Type 4, cờ điều khiển PFALAG đóng vai trò bật/ tắt chế độ điều khiển đáp ứng nhanh hệ số công suất. Cờ điều khiển VARFLG tương tự như mô hình của điện gió Type 3, cung cấp 3 chế độ điều khiển: công suất phản kháng không đổi (Q = constant), hệ số công suất không đổi (PF = constant) hoặc điều chỉnh điện áp bằng bộ điều khiển công suất phản kháng (V = constant). Cờ điều khiển PQFLAG sẽ ưu tiên điều khiển công suất tác dụng P hoặc công suất phản kháng. Các tham số trên qua các khâu khác nhau và khối hạn dòng để tính toán tín hiệu điều khiển dòng công suất tác dụng và tín hiệu điều khiển dòng công suất phản kháng. Điều khiển công suất tác dụng trong mô hình WT4E1 dựa trên điều kiện Turbine đã được kích từ. Bất kể điều khiển công suất tác dụng được thực hiện theo phương thức nào và sử dụng tiêu chí nào, điều khiển này có nhiệm vụ giữ cân bằng công suất giữa Turbine sinh ra và công suất phát lên lưới. Trong mô hình WT4E1, điều khiển công suất tác dụng so sánh công suất tác dụng đưa vào lưới tham chiếu với công suất và độ thay đổi công suất tác dụng tương ứng tính toán trong mô hình. Khối hạn dòng (Converter Current Limiter) của Converter là một phần thiết yếu của mô hình. Tùy thuộc vào việc ưu tiên công suất tác dụng hay phản kháng được chọn, khối sẽ sử dụng các thuật toán khác nhau để cập nhật các giới hạn trên và dưới của các thành phần công suất phản kháng và công suất tác dụng.
Trang 29
Trang 30
Hình 0.20: Mô hình hàm truyền của bộ Converter Current Limiter
Tham khảo các tài liệu của ESIG (Energy Systems Integration Group) [2] và WECC (Western Electricity Coordinating Council) [3]. Báo cáo đưa ra tham số tiêu biểu cho mô hình WT4E1, cụ thể theo bảng sau:
Bảng 0.12: Tham số tiêu biểu cho mô hình điều khiển điện (WT4E1)
CONs Giá trị Mô tả
J 0.15 Tfv, Filter time constant in voltage regulator (sec) J+1 18.0 KPV, Proportional gain in Voltage regulator(pu) J+2 5.00 KIV, Integrator gain in Voltage regulator (pu)
J+3 0.05 Kpp, Proportional gain in Active Power regulator(pu) J+4 0.10 KIP, Integrator gain in Active Power regulator (pu) J+5 0.00 Kf, Rate feedback gain (pu)
Trang 31
CONs Giá trị Mô tả
J+7 0.47 QMX, Max limit in Voltage regulator (pu) J+8 -0.47 QMN, Min limit in Voltage regulator (pu) J+9 1.10 IPmax, Max active current limit
J+10 0.00 TRV, Voltage sensor time constant
J+11 0.5 dPMX, Max limit in power PI controller (pu) J+12 -0.5 dPMN, Min limit in power PI controller (pu) J+13 0.05 T_Power, Power filter time constant
J+14 0.10 KQI, MVAR/Voltage gain
J+15 0.90 VMINCL, Min. voltage limit
J+16 1.10 VMAXCL, Max. voltage limit
J+17 120.0 KVI, Voltage/MVAR Gain
J+18 0.05 Tv, Lag time constant in WindVar controller J+19 0.05 Tp, Pelec filter in fast PF controller
J+20 1.70 ImaxTD, Converter current limit J+21 1.11 Iphl, Hard active current limit J+22 1.11 Iqhl, Hard reactive current limit
STATEs Mô tả
K Filter in voltage regulator K+1 Integrator in voltage regulator K+2 Integrator in active power regulator K+3 Active power regulator feedback K+4 Voltage sensor
K+5 Power filter
K+6 MVAR/Vref integrator
K+7 Verror/Internal machine voltage integrator K+8 Lag of the WindVar controller
K+9 Input filter of Pelec for PF fast controller
VARs Mô tả
L Remote bus ref voltage
L+1 Q reference if PFAFLG=0 & VARFLG=0 L+2 PFangle reference if PFAFLG=1
L+3 Power reference
ICONs Mô tả
M Remote bus # for voltage control; 0 for local voltage control M+1
PFAFLG:
0. if PF fast control disabled 1. if PF fast control enabled
M+2
VARFLG:
0. if Qord is not provided by WindVar 1. if Qord is provided by WindVar
if VARFLG=PFAFLG=0 then Qord is provided as a Qref=const M+3 PQFLAG, P/Q priority flag:
Trang 32
CONs Giá trị Mô tả
0. Q priority 1. P priority