考虑机组布置特征的大规模直驱风电场建模与暂态分析.pdfVIP

第66卷第5期自动化应用Vol.66No.5

2025年3月AutomationApplicationMar.2025

考虑机组布置特征的大规模直驱风电场建模与暂态分析

梅耀丹，徐飞，张辉

（中国石油集团海洋工程有限公司，北京100176）

摘要：在“碳达峰、碳中和”目标推动下，风力发电成为重要的可再生能源技术，对能源结构优化和环境保护产

生显著影响。在该能源转型的关键领域，风电系统的建模与仿真对系统的安全运行至关重要。首先对大规模直驱风电

场进行了基于MeteodynWT软件的流场仿真分析，分析了风电场特定布局下的风功率密度和湍流强度，验证了风电场

内各机组排布的合理性。随后通过DIgSILENT/PowerFactory软件对大规模永磁直驱风力发电系统进行建模，并在软件

环境中对风电场机组切机操作和电网侧三相短路等风电场常见故障的系统响应进行了暂态仿真。该研究对理解风电场

布局优化、风电系统动态行为分析、优化控制策略具有重要意义。暂态仿真结果表明，该模型能准确模拟风电场中的

多种故障类型，并为风电场的规划、设计和安全稳定运行提供有效工具。

关键词：DIgSILENT/PowerFactory；直驱风机；暂态仿真；风电场流场仿真

中图分类号：TM614文献标识码：ADOI：10.19769/j.zdhy.2025.05.043

ModelingandTransientAnalysisofLarge-ScaleDirectDriveWindFarmsConsidering

CharacteristicsofUnitLayout

MEIYaodan，XUFei，ZHANGHui

（CNPCOffshoreEngineeringCo.，Ltd.，Beijing100176，China）

Abstract：Drivenbythegoalofpeakingcarbonemissionsandachievingcarbonneutrality，windpowerhasbecomean

importantrenewableenergytechnology，whichhasasignificantimpactonenergystructureoptimizationandenvironmental

protection.Modelingandsimulationofwindpowersystemsarecrucialforthesafeoperationofthesysteminthiscriticalareaof

energytransition.Thisstudyfirstconductedflowfieldsimulationanalysisonalarge-scaledirectdrivewindfarmbasedon

MeteodynWTsoftware，analyzingthewindpowerdensityandturbulenceintensityunderaspecificlayoutofthewindfarm，and

verifyingtherationalityofthearrangementofeachunitinthe