“准确的建模不仅对规划投资至关重要，而且对检测可能导致停机的情况也至关重要。借助MathWorks工具，我们可以在一个环境中模拟电力电子、机械和控制系统，我们的模型的响应就像我们在现场的涡轮机一样。”
Richard Gagnon，魁北克水电公司
魁北克水电局致力于使用可再生能源，主要是水电和风力发电。在新风电场上线之前，魁北克水电公司进行了广泛的模拟，以规划风电场与电网的整合，预测电力输出，并确保整个电力系统的安全可靠运行。
Hydro-Québec的工程师使用Simulink金宝app®和Simscape电™对单个风力涡轮机和整个风电场进行建模和模拟。他们使用Simulink编码器金宝app™生成代码，并将其整合到Hydro-Québec的多处理器模拟环境Hypersim中。
“我们对控制系统、机器、电力电子和测量系统进行建模，”魁北克水电研究所研究员理查德·加格农（Richard Gagnon）说，“通过从这些模型生成C代码，我们可以将它们与Hypersim结合使用，研究新风电场与电力系统网络的集成。”
Hydro-Québec必须确定，当新的风电场连接到电力系统时，需要多少设备，比如静态无功补偿器(svc)。Hydro-Québec TransÉnergie的技术创新经理Denis Laurin说:“如果没有精确的模型，我们可能会安装价值数百万美元的不必要设备，或者没有满足我们的可靠性和生产目标所需的设备。”
为了获得准确的仿真结果，Hydro-Québec不仅需要建模瞬态稳定(考虑机电现象)，还需要建模电磁瞬态(EMTs)。EMT模型使工程师能够了解网络的电模式和风力发电厂之间的动态相互作用。
魁北克水电需要对单个涡轮机的控制系统和功率输出进行建模，模拟单个风电场的70–100个涡轮机，以验证风电场建模的聚合方法，然后模拟风电场与电力系统网络的相互作用。
魁北克水电站的工程师使用MATLAB对单个涡轮机和整个风电场进行建模®、S金宝appimulink和Simscape Electrical;用Simulink Coder从模型生成代码;金宝app并在他们的多处理器环境中使用该代码来评估风电场在整个电力系统环境中的性能。
工程师们使用Simscape Electrical的发电机、转换器、电容器、谐波滤波器金宝app和其他电力电子模块在Simulink中建立了风力涡轮机模型。他们还建立了发电机控制系统的Simulink模型。
为了研究稳定性，魁北克水电公司使用Simulink中的双质量系统模型模拟了涡轮机的力学，该模型考虑了叶片的节距和扭转效应等细节。金宝app
魁北克水电公司的工程师们组装了整个风电场的Simulink模型，包括7金宝app3个单独的涡轮机模型和连接它们的收集器网络。
使用Simu金宝applink编码器，该团队从Simulink和Simscape电气模型生成C代码，并在魁北克水电站的Hypersim仿真环境中，在32处理器超级计算机上运行。
在得到的实时环境中，该团队在不同的操作条件、风速和故障场景下进行了数百次模拟。
仿真结果证实了其综合风电场模型和整个风电场模型在风电场与电力系统共耦合点产生相同的电压和电流输出。
工程师们随后进行了模拟，将风电场与电力系统集成，以评估设备需求和监管合规性。他们使用西门子PSS®E验证暂态稳定合规性的软件和MathWorks工具，以建立可靠和准确的EMT模型。
魁北克水电公司正在利用模拟结果指导规划新的风力发电厂，为其电力系统增加4000兆瓦的容量。
仿真速度提高到实时. “以前，连接到大型电力系统的涡轮机完成几秒钟的简单模拟需要数小时，”劳林说。“现在，我们可以在几秒钟内完成整个风电场的复杂EMT模拟，并获得连接到同一大型电力系统的聚合风电场的实时模拟速度。”
准确预测设备需求．Laurin说:“使用我们的稳定性仿真工具和基于Simulink和Simscape电气模型的模型，我们能够模拟风电场与电力系统的集成，并更金宝app准确地确定所需的动态分路补偿量。”“当我们的模拟表明，我们可以可靠地运行，只需少一个SVC，这为Hydro-Québec节省了数百万美元。”
启用动态模拟．“使用传统的工具，我们无法研究串联电容和风力发电厂之间的相互作用，”Gagnon说。“EMT综合风电场模型使我们能够进行大规模电力系统研究，例如串联补偿与风电场之间的相互作用。”
魁北克水电公司是Simscape Electrical的作者。
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