本文選題：雙饋風(fēng)力發(fā)電機 + 一次調(diào)頻�。� 參考：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著風(fēng)電技術(shù)的快速發(fā)展,風(fēng)電場的并網(wǎng)容量也越來越大。但是由于變流器的作用,使得風(fēng)電機組的轉(zhuǎn)子和系統(tǒng)頻率解耦,風(fēng)電場不能像傳統(tǒng)的同步發(fā)電機一樣為系統(tǒng)提供慣量支持。而且由于風(fēng)速的波動,風(fēng)電場本身對電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性也會產(chǎn)生很大的影響。因此,探究風(fēng)電場參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)控制新方法具有較強的緊迫感與實際意義。本文主要對雙饋風(fēng)力發(fā)電機(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)的并網(wǎng)影響進行了分析,并針對其參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)的控制方法進行了設(shè)計。首先對的DFIG基本模型和控制方法進行了介紹,對DFIG傳統(tǒng)頻率控制方法和功率控制方法的優(yōu)缺點進行分析,其中詳細說明了虛擬慣量控制和超速減載控制。闡述了虛擬慣量控制與最大功率跟蹤控制之間的矛盾,并分析了虛擬慣量參數(shù)對調(diào)頻效果的影響。本文提出一種綜合慣量控制方法,將改進的超速減載控制與虛擬慣量控制中的下降控制相互結(jié)合。根據(jù)系統(tǒng)不同的頻率情況,通過輸入可變的減載系數(shù)使減載控制模塊快速輸出功率參考值,轉(zhuǎn)移功率跟蹤曲線,令風(fēng)電機組具有功率一頻率響應(yīng)特性,并通過對控制參數(shù)對電力系統(tǒng)等效慣量的影響進行分析,設(shè)計了具體的控制模型。在DIgSILENT/PowerFactory仿真平臺上搭建了相關(guān)系統(tǒng)模型進行仿真,仿真結(jié)果表示本文提出的綜合慣量控制方法能夠使以DFIG組成的風(fēng)電場更加快速有效的對系統(tǒng)頻率的變化做出響應(yīng),對系統(tǒng)提供有功功率支持。最后為了進一步提高DFIG參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)的能力,使其能夠同時參與電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)節(jié)和二次調(diào)節(jié),通過對同步發(fā)電機參與二次調(diào)頻的過程進行分析,本文設(shè)計了 DFIG的附加槳距角控制器,使其能夠模擬同步發(fā)電機移動功率—頻率特性曲線的過程,可以主動響應(yīng)自動發(fā)電控制(Automatic Generation Control,AGC)的控制信號以參與二次頻率調(diào)節(jié)。并與系統(tǒng)中的同步發(fā)電機相協(xié)調(diào),根據(jù)風(fēng)電場的狀態(tài)自動分配功率控制系數(shù)。通過仿真分析表明本文提出控制策略能夠使風(fēng)電場更有效的參與電力系統(tǒng)頻率的一次與二次調(diào)節(jié),整個系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)能力得到了提高。
[Abstract]:With the rapid development of wind power technology, the grid-connected capacity of wind farm is increasing. However, due to the effect of converter, the rotor and system frequency of wind turbine are decoupled, and wind farm can not provide inertia support for the system like the traditional synchronous generator. Because of the fluctuation of wind speed, wind farm itself will have a great influence on the frequency stability of power system. Therefore, it has a strong sense of urgency and practical significance to explore the new method of wind farm participation in frequency regulation and control of power system. In this paper, the grid-connected influence of Doubly-fed Induction Generator (DFG) is analyzed, and the control method for its participation in frequency regulation of power system is designed. Firstly, the basic model and control method of DFIG are introduced, and the advantages and disadvantages of the traditional frequency control method and power control method of DFIG are analyzed. The virtual inertia control and overspeed load reduction control are described in detail. The contradiction between virtual inertia control and maximum power tracking control is discussed, and the influence of virtual inertia parameters on FM effect is analyzed. In this paper, a comprehensive inertia control method is proposed, which combines the improved overspeed load reduction control with the descent control in virtual inertia control. According to the different frequency of the system, the load reduction control module can quickly output the power reference value by input variable load reduction coefficient, and the transfer power tracking curve can make the wind turbine have the power frequency response characteristic. The control model is designed by analyzing the influence of control parameters on the equivalent inertia of power system. The simulation results show that the integrated inertia control method proposed in this paper can make the wind farm composed of DFIG respond more quickly and effectively to the change of system frequency. Provide active power support to the system. Finally, in order to further improve the ability of DFIG to participate in the frequency regulation of the power system, so that it can participate in the primary regulation and the secondary regulation of the power system frequency at the same time, the process of the synchronous generator participating in the secondary frequency modulation is analyzed. In this paper, an additional pitch angle controller for DFIG is designed, which can simulate the process of moving power-frequency characteristic curve of synchronous generator, and can respond the control signal of automatic Generation control to participate in the secondary frequency regulation. In coordination with the synchronous generator in the system, the power control coefficient is automatically allocated according to the state of the wind farm. The simulation results show that the proposed control strategy can make the wind farm participate in the primary and secondary regulation of the power system frequency more effectively, and the frequency regulation ability of the whole system has been improved.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM614;TM712

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