【摘要】：隨著電力系統(tǒng)中風(fēng)電滲透率的日益提高,風(fēng)電機(jī)組對(duì)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的影響逐漸顯現(xiàn),系統(tǒng)電力電子化特征凸顯,動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題愈加復(fù)雜。為了系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)根據(jù)風(fēng)電發(fā)展的實(shí)際情況分階段修訂了風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)導(dǎo)則以要求風(fēng)電承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任,當(dāng)前的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)導(dǎo)則要求風(fēng)電機(jī)組具有暫態(tài)控制,下一代并網(wǎng)導(dǎo)則將要求風(fēng)電機(jī)組具有慣量控制。在高風(fēng)電滲透率的電力系統(tǒng)中,風(fēng)電機(jī)組在不同控制及參數(shù)下的機(jī)電尺度動(dòng)態(tài)特性已經(jīng)逐漸成為影響系統(tǒng)機(jī)電動(dòng)態(tài)過(guò)程的關(guān)鍵因素。因此,對(duì)高風(fēng)電滲透率下電力系統(tǒng)的機(jī)電動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題進(jìn)行深入研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義與理論價(jià)值。目前的研究仍主要依賴(lài)數(shù)學(xué)化和結(jié)構(gòu)化的思路對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行機(jī)電時(shí)間尺度建模,這樣得到的模型可以很方便地應(yīng)用于系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題的數(shù)值仿真研究或特征值分析中,但缺乏對(duì)風(fēng)電機(jī)組機(jī)電尺度動(dòng)態(tài)特性的物理化和一般化抽象,對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的機(jī)理性認(rèn)識(shí)不足。本文以附加慣量控制和暫態(tài)控制的雙饋風(fēng)電機(jī)組為研究對(duì)象,基于幅相運(yùn)動(dòng)方程建模方法對(duì)其物理化地建模,深入分析認(rèn)識(shí)了其機(jī)電尺度小擾動(dòng)特性和暫態(tài)特性,進(jìn)而分析了雙饋風(fēng)電機(jī)組與同步機(jī)的動(dòng)態(tài)相互作用,從而加深了雙饋風(fēng)電機(jī)組機(jī)電尺度特性對(duì)高風(fēng)電滲透率下電力系統(tǒng)小擾動(dòng)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定影響機(jī)理的理解。主要內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面:(1)區(qū)別于目前對(duì)裝備數(shù)學(xué)化、結(jié)構(gòu)化的建模方式,引入了物理化、一般化的幅相運(yùn)動(dòng)方程建模方法,建立了附加慣量控制和暫態(tài)控制的雙饋風(fēng)電機(jī)組機(jī)電尺度幅相運(yùn)動(dòng)方程暫態(tài)模型和幅相運(yùn)動(dòng)方程小擾動(dòng)模型。(2)應(yīng)用雙饋風(fēng)電機(jī)組幅相運(yùn)動(dòng)方程小擾動(dòng)模型,提出了從表征有功功率變化激勵(lì)與內(nèi)電勢(shì)相位響應(yīng)動(dòng)態(tài)關(guān)系和無(wú)功功率變化激勵(lì)與內(nèi)電勢(shì)幅值響應(yīng)動(dòng)態(tài)關(guān)系的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)角度分析雙饋風(fēng)電機(jī)組機(jī)電時(shí)間尺度小擾動(dòng)特性的思路,深入認(rèn)識(shí)了慣量控制、電壓控制等因素變化對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組慣量特性、阻尼特性和無(wú)功功率激勵(lì)-內(nèi)電勢(shì)幅值響應(yīng)小擾動(dòng)特性的影響機(jī)制。(3)提出了應(yīng)用雙饋風(fēng)電機(jī)組幅相運(yùn)動(dòng)方程小擾動(dòng)模型和自穩(wěn)性/致穩(wěn)性概念分析同步機(jī)與風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)相互作用的物理化思路,基于伯德圖和轉(zhuǎn)矩法從同步機(jī)同步功率/阻尼功率變化角度解釋了雙饋風(fēng)電機(jī)組控制參數(shù)變化時(shí)其機(jī)電時(shí)間尺度小擾動(dòng)特性對(duì)同步機(jī)低頻振蕩的影響機(jī)理。(4)應(yīng)用電網(wǎng)淺度故障條件下雙饋風(fēng)電機(jī)組的幅相運(yùn)動(dòng)方程暫態(tài)模型分析了慣量控制下雙饋風(fēng)電機(jī)組機(jī)電尺度暫態(tài)特性及其對(duì)系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)穩(wěn)定的影響。提出了從時(shí)域響應(yīng)特性角度研究裝備暫態(tài)特性的思路,即將裝備模型看作“灰箱”,通過(guò)在輸入側(cè)施加大擾動(dòng)進(jìn)而觀察輸出側(cè)的時(shí)域響應(yīng)和內(nèi)部?jī)?chǔ)能元件狀態(tài)的時(shí)域響應(yīng)來(lái)研究裝備的暫態(tài)特性。基于對(duì)淺度故障時(shí)雙饋風(fēng)電機(jī)組慣量特性和無(wú)功功率激勵(lì)-內(nèi)電勢(shì)幅值響應(yīng)暫態(tài)特性的深入認(rèn)識(shí),分析了風(fēng)電機(jī)組和同步機(jī)在故障期間的相互作用受風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)特性的影響機(jī)制,進(jìn)而解釋了淺度故障時(shí)雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)特性對(duì)同步機(jī)一擺穩(wěn)定性的影響規(guī)律。(5)應(yīng)用電網(wǎng)深度故障條件下雙饋風(fēng)電機(jī)組的幅相運(yùn)動(dòng)方程暫態(tài)模型分析了暫態(tài)控制下雙饋風(fēng)電機(jī)組機(jī)電尺度暫態(tài)特性及其對(duì)系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)穩(wěn)定的影響。提出了從慣量特性和無(wú)功功率激勵(lì)-內(nèi)電勢(shì)幅值響應(yīng)暫態(tài)特性的一般化角度認(rèn)識(shí)暫態(tài)控制下雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)特性的思路,并分析了風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)特性對(duì)同步機(jī)一擺穩(wěn)定性影響的主導(dǎo)因素受風(fēng)電機(jī)組接入電網(wǎng)電氣距離變化的影響規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 湯蕾;沈沉;張雪敏;;大規(guī)模風(fēng)電集中接入對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的影響(一):理論基礎(chǔ)[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年15期

2 田新首;王偉勝;遲永寧;李庚銀;湯海雁;李琰;;雙饋風(fēng)電機(jī)組故障行為及對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2015年10期

3 訾鵬;周孝信;田芳;安寧;侯俊賢;張石;陶向宇;;雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)電暫態(tài)建模[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年05期

4 陳潤(rùn)澤;吳文傳;孫宏斌;藍(lán)海波;劉海濤;劉曉敏;;雙饋風(fēng)電機(jī)組慣量控制對(duì)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定的影響[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2014年23期

5 王志文;沈沉;劉鋒;;不同鎖相機(jī)制的雙饋電機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定的影響分析[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年34期

6 于強(qiáng);孫華東;湯涌;趙兵;顧卓遠(yuǎn);;雙饋風(fēng)電機(jī)組接入對(duì)電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性的影響[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年12期

7 湯奕;趙麗莉;郭小江;;風(fēng)電比例對(duì)風(fēng)火打捆外送系統(tǒng)功角暫態(tài)穩(wěn)定性影響[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2013年20期

8 石佳瑩;沈沉;劉鋒;;雙饋風(fēng)電機(jī)組動(dòng)力學(xué)特性對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定的影響分析[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2013年18期

9 和萍;文福拴;薛禹勝;Ledwich GER ARD;李思岑;;不同類(lèi)型風(fēng)電機(jī)組對(duì)小干擾和暫態(tài)穩(wěn)定性的影響[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2013年17期

10 張明理;徐建源;李佳玨;;含高滲透率風(fēng)電的送端系統(tǒng)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定研究[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 王清;雙饋風(fēng)電接入對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性影響機(jī)理研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

2 劉斯偉;并網(wǎng)雙饋風(fēng)電機(jī)組對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響機(jī)理研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

3 張祥宇;變速風(fēng)電機(jī)組的虛擬慣性與系統(tǒng)阻尼控制研究[D];華北電力大學(xué);2013年

4 郝正航;雙饋風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)行為及其對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性影響[D];天津大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：2703602