Hydro-Québec，풍력발전소성능모델링

魁北克电力局은새로운풍력발전을전력시스템에연결할때SVC(静态无功补偿器)와같은장비가얼마나필요할지결정해야합니다。魁北克电力局TransEnergie의기술혁신담당자인데니스로랭씨는”정확한모델이없다면수백만달러나들여불필요한장비를설치하는결과를낳을수도있고안정성및생산목표에부합하지못한장비가될수있습니다。라고말합니다。

魁北克电力局은정확한시뮬레이션결과를얻기위해전자및기계적인특성을보여주는과도기응답안정성뿐만아니라EMT(电磁瞬态)도모델링해야했습니다。엔지니어는EMT모델을사용하여전력망시스템과풍력발전소의전기적모드사이의상호역학작용을이해할수있습니다。

魁北克电力局은처음한개의터빈으로부터제어시스템과출력전력을모델링한후,검증하고자하는70 ~ 100개의터빈으로구성된풍력시스템을검증한후풍력발전시스템과전력시스템네트워크의상호작용을시뮬레이션해야했습니다。

Hydro-Québec엔지니어들은MATLAB^®,仿真软件및Simscape电气를사용하여개별터빈과전체풍력발전장을모델링하고仿真软件编码器를사용하여모델에서코드를생성했으며이코드를멀티프로세서환경에서사용하여전력시스템의전체상황에비추어풍력발전시스템의성능을평가했습니다。

엔지니어들은Simscape电气로부터의발전기,컨버터,축전기,하모닉필,터기타파워일렉트로닉스블록등을사용하여仿真软件에서풍력터빈모델을제작했습니다。또한발전기제어시스템의Simulink모델도제작했습니다。

魁北克电力局은안정성을연구하기위해仿真软件에서다른상세한정보는물론특히날개(叶片)의피치와비틀림효과를설명하는시스템모델을사용하여터빈의기계적특성을시뮬레이션했습니다。

魁北克电力局엔지니어들은73개의개별터빈모델과이들을연결하는수집망收集器(网络)장치로이루어진전체풍력발전시스템의仿真软件모델을제작했습니다。

팀은仿真软件编码器를사용하여仿真软件및Simscape电气모델에서C코드를생성하고이코드hydro - quebec의를32프로세서슈퍼컴퓨터를사용하여Hypersim시뮬레이션환경에서실행했습니다。

그결과로나타난실시간환경에서팀은다양한가동조건,풍속및고장시나리오를가지고수백개의시뮬레이션을수행했습니다。

시뮬레이션결과,풍력발전시스템군모델과전체풍력발전시스템모델이풍력발전군과전력시스템사이의공통커플링지점에서동일한전력과전류출력을생산했음을확인했습니다。

그런다음엔지니어들은풍력발전시스템을전력시스템에통합하는시뮬레이션을실행하여장비수요와시험규정준수여부를평가했습니다。西门子PSS^®E소프트웨어를사용하여과도응답의안정도준수를검증하고MathWorks툴을사용하여정확성과신뢰성을갖춘EMT모델을제작했습니다。

魁北克电力局은시뮬레이션결과를사용하여전력시스템4000메에가와트용량을추가배전할새로운풍력발전소수립계획을가능하게하고있습니다。