变速双馈风电机组建模与并网稳定性研究

【摘要】： 本论文介绍了变速恒频风力发电机组的基本结构和工作原理,比较了恒速恒频和变速恒频的区别,在此基础上建立了变速恒频双馈风力发电机在dq同步旋转坐标系下的数学模型以及风力发电系统其它各部分的数学模型,在Matlab/Simulink软件中搭建了系统的仿真模型,并针对双馈风电机组并网后的动态特性进行了仿真分析,对风速扰动以及电网发生单相故障情况下的双馈风电机组的动态过程进行仿真试验,并与异步风电机组进行比较。 研究结果表明,变速双馈风力发电系统不仅能保证最大效率的利用风能,还能充分发挥机组的无功调节能力,从而平衡扰动,提高双馈风电场和接入系统的电压稳定性,保证整个系统的稳定运行。通过对电网发生单相故障情况下的仿真试验分析,可知变速双馈风电机组在一定条件下具有低电压穿越功能(LVRT),这种功能使风电机组较以往固定转速机组在系统故障时对系统的贡献更大,使得这种变速风电场不但不是系统的负担,反而成为系统故障恢复的有利支撑电源。 通过研究表明变速恒频双馈风力发电机组具有良好的动态特性,并为变速风力发电系统的进一步应用研究提供了可靠的理论依据,为今后变速双馈风电机组在大型并网风电场中的应用提供参考。 【关键词】：风力发电 变速恒频双馈风电机组 动态模型 并网运行 低电压穿越功能
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第1章 绪论6-11
• 1.1 选题的背景与意义6-8
• 1.1.1 能源问题与风电兴起6-7
• 1.1.2 论文选题意义7-8
• 1.2 变速双馈风电机组国内外研究现状8-10
• 1.3 本文研究的主要内容和贡献10-11
• 第2章 双馈风电机组的结构与原理11-20
• 2.1 引言11
• 2.2 变速的目的11-13
• 2.2.1 恒速恒频风力发电系统的缺点11-12
• 2.2.2 变速恒频风力发电系统的优势12-13
• 2.3 双馈风电机组的结构13-15
• 2.4 双馈风电机组的原理15-19
• 2.4.1 双馈风电机组的工作原理15
• 2.4.2 双馈风电机组能量流动与平衡关系15-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第3章 双馈风电机组的模型与仿真20-42
• 3.1 引言20
• 3.2 双馈风电机组数学模型的建立20-34
• 3.2.1 风速数学模型20-22
• 3.2.2 风力机数学模型22
• 3.2.3 机械传动部分数学模型22
• 3.2.4 双馈发电机数学模型22-30
• 3.2.5 变频器模型30-32
• 3.2.6 控制部分模型32-34
• 3.3 双馈风电机组模型的仿真实现34-39
• 3.4 多台双馈风电机组的等值模型39-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 变速双馈风电机组并网动态稳定性研究42-60
• 4.1 引言42
• 4.2 双馈风电机组单机运行特性42-46
• 4.3 双馈风电机组并网运行特性46-59
• 4.3.1 风速扰动下系统的动态仿真48-53
• 4.3.2 系统侧故障下系统的动态仿真53-56
• 4.3.3 关于双馈风电机组的LVRT功能讨论56-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第5章 结论与展望60-62
• 5.1 结论60-61
• 5.2 展望61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文66-67
• 致谢67-68

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