【摘要】：近年來,與雙饋風機快尺度相關(guān)的振蕩現(xiàn)象在不同地區(qū)均有出現(xiàn)。雙饋風機的動態(tài)是決定系統(tǒng)動態(tài)的關(guān)鍵因素,而對雙饋發(fā)電機的建模是分析和研究其動態(tài)特征的基礎(chǔ)。然而在分析快時間尺度問題特別是與電流控制相關(guān)的問題時,因原有模型大多忽略了雙饋風機的電流動態(tài),不能很好的描述雙饋風機在電流控制時間尺度的動態(tài)行為。本文在對雙饋風機電流控制時間尺度動態(tài)過程認識的基礎(chǔ)上,給出了雙饋風機用于動態(tài)分析的等效電路,在此過程中,揭示了雙饋風機動態(tài)過程中轉(zhuǎn)差率變化這一特征。之后推導了雙饋風機在電流控制時間尺度小擾動的運動方程模型,該模型以不平衡電流激勵作為輸入,內(nèi)電勢幅值頻率響應作為輸出,只反映裝備自身特性。最后仿真驗證了模型的正確性,并研究了控制器參數(shù)以及轉(zhuǎn)差率變化對裝備特性的影響。具體內(nèi)容可分為以下幾個方面:(1)在雙饋風機典型控制框架的基礎(chǔ)上,分析了雙饋風機控制器序貫動作特點以及由此帶來的多時間尺度動態(tài)特征;闡述了本文研究的是電流控制時間尺度下,雙饋風機在小擾動情況下的建模問題,并在此基礎(chǔ)上界定了本文的研究重點。(2)針對本文研究的電流控制時間尺度問題,分析了雙饋風機在該時間尺度下的動態(tài)行為及影響因素;重點分析了考慮鎖相環(huán)動態(tài)情況下,轉(zhuǎn)子側(cè)變換器內(nèi)電勢幅值頻率的形成機理,揭示了動態(tài)過程中內(nèi)電勢時變幅頻的特征;通過時變幅頻信號下簡單電路的分析,闡述了時變幅頻內(nèi)電勢激勵下,對雙饋發(fā)電機定轉(zhuǎn)子電路等效的必要性,并給出了雙饋風機用于動態(tài)分析的等效電路圖。在此等效過程中,給出了動態(tài)過程中雙饋異步發(fā)電機轉(zhuǎn)差率的表達式,為后續(xù)建模和分析提供了基礎(chǔ)。(3)從認識和理解裝備的角度出發(fā),本文引入了具有直觀意義的幅頻運動方程建模思路;在公共同步旋轉(zhuǎn)坐標系下,建立了以不平衡有功無功電流作為激勵輸入,以內(nèi)電勢幅值頻率響應作為輸出的運動方程模型。在建模過程中,利用裝備內(nèi)部狀態(tài)量反饋電流和輸出內(nèi)電勢替換了需要從外部網(wǎng)絡中獲取的端電壓信息,得到只反映裝備自身特性的模型。在此基礎(chǔ)上,簡化了從內(nèi)電勢和反饋電流獲取端電壓信息的支路,并在穩(wěn)態(tài)工作點附近進行線性化,推導得到了分析電流控制時間尺度的小擾動模型。(4)通過詳細時域模型與幅頻運動方程模型在單機無窮大系統(tǒng)中的時域仿真對比,驗證了雙饋風機電流控制時間尺度幅頻運動方程的準確性。從時域仿真角度也驗證了所推導的小擾動模型的正確性。同時基于小擾動模型,從不平衡電流輸入激勵-內(nèi)電勢幅值頻率輸出響應之間傳遞函數(shù)的頻譜特征方面,分析了小擾動情況下雙饋風機電流控制時間尺度的動態(tài)特性,并在時域仿真中驗證和解釋了上述分析結(jié)果。最后研究了動態(tài)過程中轉(zhuǎn)差率變化對裝備特性的影響,并對前面分析中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象進行了分析和解釋。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM315

【參考文獻】

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1 劉振亞;張啟平;董存;張琳;王智冬;;通過特高壓直流實現(xiàn)大型能源基地風、光、火電力大規(guī)模高效率安全外送研究[J];中國電機工程學報;2014年16期

2 汪寧渤;馬彥宏;丁坤;周識遠;周強;;酒泉風電基地脫網(wǎng)事故頻發(fā)的原因分析[J];電力系統(tǒng)自動化;2012年19期

3 王忱;石立寶;姚良忠;王黎明;倪以信;;大規(guī)模雙饋型風電場的小擾動穩(wěn)定分析[J];中國電機工程學報;2010年04期

4 尹明;李庚銀;周明;趙成勇;;雙饋感應風力發(fā)電機組動態(tài)模型的分析與比較(英文)[J];電力系統(tǒng)自動化;2006年13期

5 薛桁,朱瑞兆,楊振斌,袁春紅;中國風能資源貯量估算[J];太陽能學報;2001年02期

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1 何維;雙饋型風電機組機電時間尺度特性分析及對電力系統(tǒng)機電動態(tài)影響研究[D];華中科技大學;2017年

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本文編號：2626694