大规模风电并网小干扰稳定性研究

【摘要】： 随着风电并网容量的增加,风电场对系统稳定性的影响越来越大。风电接入后对系统小干扰稳定会产生何种影响,是否会引起系统区域间或区域内的负阻尼和弱阻尼等问题倍受关注 本文推导了双馈机组各部分元件的小干扰稳定数学模型,得出双馈风机系统小干扰稳定的总体模型。在软件DIgSILENT/Power Factory中建立风电场及实际电力系统模型。针对包含风电的外送型电网,分析了系统不同运行方式及同种运行方式下不同发电负荷水平时系统振荡模式及阻尼特性的变化情况。针对本文中双馈机型风电场恶化系统阻尼的情况,设计了稳定控制模型使风机参与系统阻尼控制,加速故障后系统振荡的衰减。针对一个两区域简单系统,从时域仿真和特征值分析两方面验证了所设计模型的有效性。 【关键词】：双馈机组 小干扰稳定 特征值分析 阻尼控制
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要3
• ABSTRACT3-6
• 第一章 绪论6-13
• 1.1 选题的背景及意义6-7
• 1.2 国内外研究现状7-11
• 1.2.1 风电机组技术及模型研究7-8
• 1.2.2 包含风电场的电力系统小干扰稳定研究8-10
• 1.2.3 风电并网后其他问题研究10-11
• 1.3 本文主要工作11-13
• 第二章 小干扰稳定分析的理论基础13-20
• 2.1 状态空间—特征根分析法13-15
• 2.2 模式与变量的关联特性、参与矩阵15
• 2.3 模式与机组的关联特性15-17
• 2.4 低频振荡分析17
• 2.5 仿真软件介绍17-19
• 2.5.1 软件功能介绍17-18
• 2.5.2 软件在风电领域的应用18-19
• 2.6 小结19-20
• 第三章 双馈风电机组小干扰稳定模型研究20-31
• 3.1 引言20
• 3.2 风电机组机械系统模型20-23
• 3.2.1 风机的空气动力学模型20-21
• 3.2.2 轴系模型21-22
• 3.2.3 桨距角控制模型22-23
• 3.3 双馈电机及变频器控制系统模型23-29
• 3.3.1 双馈电机模型23-26
• 3.3.2 变频器模型26-27
• 3.3.3 转子变频器控制系统模型27-28
• 3.3.4 网侧变频器控制系统模型28-29
• 3.4 双馈风机系统小干扰稳定总体模型29-30
• 3.5 小结30-31
• 第四章 外送型电网大规模风电接入后的小干扰稳定及阻尼特性分析31-41
• 4.1 引言31
• 4.2 研究系统介绍31-32
• 4.3 相关计算条件说明32
• 4.4 风电场模型32-33
• 4.5 不同运行方式下电网小干扰稳定及阻尼特性分析33-40
• 4.5.1 联络线功率不变方式分析34-36
• 4.5.2 联络线功率增大、受端负荷不变方式分析36-38
• 4.5.3 联络线功率增大、受端负荷增加方式分析38-40
• 4.6 小结40-41
• 第五章 双馈风电机组小干扰稳定控制研究41-56
• 5.1 引言41
• 5.2 火电机组稳定器原理简介41-43
• 5.3 研究系统介绍43-44
• 5.4 系统扰动时双馈风电机组振荡原因分析44-46
• 5.5 双馈风电机组稳定控制模型原理46-47
• 5.6 双馈风电机组稳定控制模型设计47-50
• 5.6.1 设计方案47-48
• 5.6.2 各环节参数设计48-50
• 5.7 研究系统复频域分析及时域验证50-54
• 5.7.1 复频域特征根分析50-51
• 5.7.2 时域仿真验证及分析51-54
• 5.8 小结54-56
• 第六章 结论与展望56-58
• 6.1 全文结论56-57
• 6.2 展望57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 在学期间发表论文和参加科研情况63

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