雙饋風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)對電壓穩(wěn)定性分析
發(fā)布時間:2022-02-12 10:40
在當(dāng)今社會,能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ),隨著不可再生能源的過度開發(fā)和利用,風(fēng)能作為一種清潔可再生的能源,得到了高速的發(fā)展與應(yīng)用,隨著風(fēng)電技術(shù)的日益成熟,風(fēng)機容量也在日益增加。風(fēng)電機組數(shù)量及規(guī)模都在逐步增大。但與此同時,隨著大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng),由于風(fēng)本身的隨機性和不可預(yù)測性,因此會對并網(wǎng)后電力系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定產(chǎn)生很大的沖擊,會導(dǎo)致系統(tǒng)電壓發(fā)生崩潰,嚴重影響了人們的正常生產(chǎn)與生活。首先,本文會介紹一下研究課題的背景及意義,在結(jié)合全球的風(fēng)電發(fā)展狀況來分析這幾年我國與其他國家之間在風(fēng)電發(fā)展上的差異,分析國內(nèi)外研究風(fēng)電發(fā)展的研究現(xiàn)狀。本文主要對風(fēng)電機組并網(wǎng)后暫態(tài)電壓的穩(wěn)定狀況和靜態(tài)電壓穩(wěn)定狀況進行分析,同時還探討了無功補償裝置對風(fēng)電場穩(wěn)定運行的研究現(xiàn)狀。其次,本文還詳細介紹了雙饋風(fēng)力發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型。包括風(fēng)力機模型、雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機模型、雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機的控制模型和風(fēng)電場的等值模型。本文又從電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)的動態(tài)和靜態(tài)這兩個過程對電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)的方法上進行了分析。本文總結(jié)了PV曲線法、VQ曲線法和靈敏度分析法等用于電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析,用時域仿真法對系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進行分析。再次,本文在不同風(fēng)...
【文章來源】:上海電機學(xué)院上海市
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
掃風(fēng)平面的面積圖
上海電機學(xué)院碩士學(xué)位論文-14-(2-21)016/0.59327maxmaxCPP表示的是在理想狀態(tài)下風(fēng)的最大利用率,在實際的應(yīng)用中沒有這么大,一般maxC維持在0.2-0.5之間。2.3雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機模型2.3.1雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機的工作原理經(jīng)過統(tǒng)計可知在風(fēng)機發(fā)電中,同步風(fēng)力發(fā)電機使用的也不少,雖然它的費用低、運行穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)不復(fù)雜等一些優(yōu)點,但還是存在一定的缺陷的[42],在風(fēng)速不足的狀態(tài)下不能持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)出功率,然而雙饋風(fēng)力發(fā)電機組恰好能解決它這一缺陷,但是它也有一定的缺陷,相比較而言,在實際的應(yīng)用中,雙饋風(fēng)力發(fā)電機組的應(yīng)用還是非常廣泛的,雙饋風(fēng)力發(fā)電機的拓撲結(jié)構(gòu)圖如圖2-6所示:圖2-6雙饋風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖Fig.2-6TopologydiagramofDFIG從圖2-6中可以發(fā)現(xiàn)雙饋風(fēng)力發(fā)電機的主要構(gòu)成器件。有風(fēng)葉、變速齒輪箱、變流器、DFIG等元器件構(gòu)成[43-45]。圖中可以看出在其定子側(cè)上,發(fā)電機的定子可以和電網(wǎng)直接連接,發(fā)電機的轉(zhuǎn)子需要通過控制器才能和電網(wǎng)相連接,這時候需要控制器對轉(zhuǎn)子側(cè)傳遞過來的電壓、頻率及相位進行一定的變換后,在達到并網(wǎng)的要求[46-47]時才能向電網(wǎng)供電,頻率和電壓對風(fēng)電機組有功與無功的分配非常重要[48-50]。該風(fēng)力發(fā)電機組變流器具有價格低、容量孝損耗低、諧波含量少等優(yōu)點,但是它也有一定的缺陷就是保養(yǎng)費用高、維修困難、前期耗費大。
上海電機學(xué)院碩士學(xué)位論文-20-圖2-8槳距角不同情況下CP-λ曲線Fig.2-8CP-λcurvewithdifferentpitchangles圖2-8中表示的是槳距角不同情況下的風(fēng)能利用率和葉尖速比的函數(shù)關(guān)系圖,從圖中圖中可知只有找到最合適的葉尖速比λ和風(fēng)能利用率,才能使風(fēng)機獲得最大pC的功率。2.4.2轉(zhuǎn)子測變流器控制策略DFIG是基于矢量系統(tǒng)進行控制的,經(jīng)有功和無功的解耦來達到對電壓的控制,在本文中主要將abc坐標系轉(zhuǎn)換為dq下坐標系。實現(xiàn)對發(fā)電機的解耦方式是通過對定子電壓做矢量控制的。在現(xiàn)實的發(fā)電機組中,電抗遠大于電阻,電阻壓降也遠遠小于電壓壓降,因此做這樣的假設(shè),如果忽略掉電阻上的壓降,則此時電壓的方程可以簡化為:(2-47)0dssqssqssdsdrdrrdrsqrqrqrrqrsdruUuduRiswdtduRiswdt磁鏈方程可簡化為:(2-48)0dsssdsmdrsqsssqsmqrsdrrrdrmdsqrrrqrmqsLiLiULiLiLiLiLiLi
【參考文獻】:
期刊論文
[1]電力市場環(huán)境下含“源–網(wǎng)–荷–儲”互動的主動配電網(wǎng)有功/無功聯(lián)合優(yōu)化[J]. 徐韻,顏湘武,李若瑾,李鐵,曾輝. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(10)
[2]蝙蝠算法理論研究[J]. 趙萍,許德剛. 電子質(zhì)量. 2018(09)
[3]并網(wǎng)風(fēng)電機組對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響[J]. 陳凱陽. 通信電源技術(shù). 2018(06)
[4]考慮動態(tài)補償控制的風(fēng)電場無功電壓問題分析[J]. 李洋,常棟梁,何立柱,牛成林,高飛,朱銘,張巖. 智慧電力. 2018(06)
[5]分布式發(fā)電中大型風(fēng)電場并網(wǎng)對靜態(tài)電壓穩(wěn)定性影響研究[J]. 田益名,魏立明,郭思成. 吉林建筑大學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[6]變速恒頻雙饋風(fēng)電機組頻率控制策略[J]. 趙愛云. 通信電源技術(shù). 2018(01)
[7]蝙蝠算法的一種改進方法[J]. 魏三強,張超. 東北師大學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(04)
[8]負序及諧波畸變電網(wǎng)電壓下雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的改進直接功率控制策略[J]. 周波,宋亦鵬,年珩,程晨聞. 電工技術(shù)學(xué)報. 2017(24)
[9]基于實際風(fēng)電場的雙饋感應(yīng)風(fēng)電機組聯(lián)網(wǎng)運行特性仿真分析[J]. 許鐸,侯延鵬,楊鈞硯,王洪海,劉振東. 東北電力技術(shù). 2017(08)
[10]基于小生境遺傳優(yōu)化算法的配電網(wǎng)無功優(yōu)化[J]. 宋佳航,孟濤,張海峰,劉亞東,羅鋒. 電氣開關(guān). 2017(04)
博士論文
[1]電網(wǎng)故障持續(xù)期間雙饋風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)小信號建模與分析研究[D]. 王波.華中科技大學(xué) 2018
[2]考慮大型新能源發(fā)電基地接入的大電網(wǎng)規(guī)劃方法研究[D]. 甘磊.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[3]雙饋風(fēng)力發(fā)電機組運行可靠性建模及若干相關(guān)問題研究[D]. 張志春.天津大學(xué) 2017
[4]利用儲能提升含風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究[D]. 劉巨.華中科技大學(xué) 2016
[5]分散式風(fēng)電場功率預(yù)測與控制研究[D]. 崔嘉.沈陽工業(yè)大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于電流主動補償和RSC被動保護的雙饋風(fēng)電系統(tǒng)故障穿越控制策略研究[D]. 呂恒.西安理工大學(xué) 2018
[2]基于改進遺傳算法的風(fēng)電場無功優(yōu)化控制策略研究[D]. 李宏陽.沈陽工業(yè)大學(xué) 2018
[3]風(fēng)力發(fā)電場一體化的影響對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性[D]. SHEIKH TAMOOR HUSSAIN.華北電力大學(xué)(北京) 2018
[4]風(fēng)電場接入對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定影響研究[D]. 吳玉璋.天津大學(xué) 2018
[5]電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析指標的研究與應(yīng)用[D]. 張書瑀.中國電力科學(xué)研究院 2017
[6]含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)多目標無功優(yōu)化[D]. 李春曉.中國礦業(yè)大學(xué) 2017
[7]地區(qū)電網(wǎng)多節(jié)點風(fēng)電接入電壓穩(wěn)定性研究[D]. 潘瑰琦.沈陽工程學(xué)院 2017
[8]含風(fēng)電配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定分析與無功優(yōu)化策略[D]. 高偉鋒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[9]風(fēng)電接入電網(wǎng)電壓穩(wěn)定在線評估方法研究[D]. 李健豪.湖南大學(xué) 2016
[10]基于決策樹的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性評估的研究[D]. 谷奕龍.東北石油大學(xué) 2016
本文編號:3621571
【文章來源】:上海電機學(xué)院上海市
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【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
掃風(fēng)平面的面積圖
上海電機學(xué)院碩士學(xué)位論文-14-(2-21)016/0.59327maxmaxCPP表示的是在理想狀態(tài)下風(fēng)的最大利用率,在實際的應(yīng)用中沒有這么大,一般maxC維持在0.2-0.5之間。2.3雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機模型2.3.1雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機的工作原理經(jīng)過統(tǒng)計可知在風(fēng)機發(fā)電中,同步風(fēng)力發(fā)電機使用的也不少,雖然它的費用低、運行穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)不復(fù)雜等一些優(yōu)點,但還是存在一定的缺陷的[42],在風(fēng)速不足的狀態(tài)下不能持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)出功率,然而雙饋風(fēng)力發(fā)電機組恰好能解決它這一缺陷,但是它也有一定的缺陷,相比較而言,在實際的應(yīng)用中,雙饋風(fēng)力發(fā)電機組的應(yīng)用還是非常廣泛的,雙饋風(fēng)力發(fā)電機的拓撲結(jié)構(gòu)圖如圖2-6所示:圖2-6雙饋風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖Fig.2-6TopologydiagramofDFIG從圖2-6中可以發(fā)現(xiàn)雙饋風(fēng)力發(fā)電機的主要構(gòu)成器件。有風(fēng)葉、變速齒輪箱、變流器、DFIG等元器件構(gòu)成[43-45]。圖中可以看出在其定子側(cè)上,發(fā)電機的定子可以和電網(wǎng)直接連接,發(fā)電機的轉(zhuǎn)子需要通過控制器才能和電網(wǎng)相連接,這時候需要控制器對轉(zhuǎn)子側(cè)傳遞過來的電壓、頻率及相位進行一定的變換后,在達到并網(wǎng)的要求[46-47]時才能向電網(wǎng)供電,頻率和電壓對風(fēng)電機組有功與無功的分配非常重要[48-50]。該風(fēng)力發(fā)電機組變流器具有價格低、容量孝損耗低、諧波含量少等優(yōu)點,但是它也有一定的缺陷就是保養(yǎng)費用高、維修困難、前期耗費大。
上海電機學(xué)院碩士學(xué)位論文-20-圖2-8槳距角不同情況下CP-λ曲線Fig.2-8CP-λcurvewithdifferentpitchangles圖2-8中表示的是槳距角不同情況下的風(fēng)能利用率和葉尖速比的函數(shù)關(guān)系圖,從圖中圖中可知只有找到最合適的葉尖速比λ和風(fēng)能利用率,才能使風(fēng)機獲得最大pC的功率。2.4.2轉(zhuǎn)子測變流器控制策略DFIG是基于矢量系統(tǒng)進行控制的,經(jīng)有功和無功的解耦來達到對電壓的控制,在本文中主要將abc坐標系轉(zhuǎn)換為dq下坐標系。實現(xiàn)對發(fā)電機的解耦方式是通過對定子電壓做矢量控制的。在現(xiàn)實的發(fā)電機組中,電抗遠大于電阻,電阻壓降也遠遠小于電壓壓降,因此做這樣的假設(shè),如果忽略掉電阻上的壓降,則此時電壓的方程可以簡化為:(2-47)0dssqssqssdsdrdrrdrsqrqrqrrqrsdruUuduRiswdtduRiswdt磁鏈方程可簡化為:(2-48)0dsssdsmdrsqsssqsmqrsdrrrdrmdsqrrrqrmqsLiLiULiLiLiLiLiLi
【參考文獻】:
期刊論文
[1]電力市場環(huán)境下含“源–網(wǎng)–荷–儲”互動的主動配電網(wǎng)有功/無功聯(lián)合優(yōu)化[J]. 徐韻,顏湘武,李若瑾,李鐵,曾輝. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(10)
[2]蝙蝠算法理論研究[J]. 趙萍,許德剛. 電子質(zhì)量. 2018(09)
[3]并網(wǎng)風(fēng)電機組對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響[J]. 陳凱陽. 通信電源技術(shù). 2018(06)
[4]考慮動態(tài)補償控制的風(fēng)電場無功電壓問題分析[J]. 李洋,常棟梁,何立柱,牛成林,高飛,朱銘,張巖. 智慧電力. 2018(06)
[5]分布式發(fā)電中大型風(fēng)電場并網(wǎng)對靜態(tài)電壓穩(wěn)定性影響研究[J]. 田益名,魏立明,郭思成. 吉林建筑大學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[6]變速恒頻雙饋風(fēng)電機組頻率控制策略[J]. 趙愛云. 通信電源技術(shù). 2018(01)
[7]蝙蝠算法的一種改進方法[J]. 魏三強,張超. 東北師大學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(04)
[8]負序及諧波畸變電網(wǎng)電壓下雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的改進直接功率控制策略[J]. 周波,宋亦鵬,年珩,程晨聞. 電工技術(shù)學(xué)報. 2017(24)
[9]基于實際風(fēng)電場的雙饋感應(yīng)風(fēng)電機組聯(lián)網(wǎng)運行特性仿真分析[J]. 許鐸,侯延鵬,楊鈞硯,王洪海,劉振東. 東北電力技術(shù). 2017(08)
[10]基于小生境遺傳優(yōu)化算法的配電網(wǎng)無功優(yōu)化[J]. 宋佳航,孟濤,張海峰,劉亞東,羅鋒. 電氣開關(guān). 2017(04)
博士論文
[1]電網(wǎng)故障持續(xù)期間雙饋風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)小信號建模與分析研究[D]. 王波.華中科技大學(xué) 2018
[2]考慮大型新能源發(fā)電基地接入的大電網(wǎng)規(guī)劃方法研究[D]. 甘磊.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[3]雙饋風(fēng)力發(fā)電機組運行可靠性建模及若干相關(guān)問題研究[D]. 張志春.天津大學(xué) 2017
[4]利用儲能提升含風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究[D]. 劉巨.華中科技大學(xué) 2016
[5]分散式風(fēng)電場功率預(yù)測與控制研究[D]. 崔嘉.沈陽工業(yè)大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于電流主動補償和RSC被動保護的雙饋風(fēng)電系統(tǒng)故障穿越控制策略研究[D]. 呂恒.西安理工大學(xué) 2018
[2]基于改進遺傳算法的風(fēng)電場無功優(yōu)化控制策略研究[D]. 李宏陽.沈陽工業(yè)大學(xué) 2018
[3]風(fēng)力發(fā)電場一體化的影響對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性[D]. SHEIKH TAMOOR HUSSAIN.華北電力大學(xué)(北京) 2018
[4]風(fēng)電場接入對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定影響研究[D]. 吳玉璋.天津大學(xué) 2018
[5]電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析指標的研究與應(yīng)用[D]. 張書瑀.中國電力科學(xué)研究院 2017
[6]含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)多目標無功優(yōu)化[D]. 李春曉.中國礦業(yè)大學(xué) 2017
[7]地區(qū)電網(wǎng)多節(jié)點風(fēng)電接入電壓穩(wěn)定性研究[D]. 潘瑰琦.沈陽工程學(xué)院 2017
[8]含風(fēng)電配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定分析與無功優(yōu)化策略[D]. 高偉鋒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[9]風(fēng)電接入電網(wǎng)電壓穩(wěn)定在線評估方法研究[D]. 李健豪.湖南大學(xué) 2016
[10]基于決策樹的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性評估的研究[D]. 谷奕龍.東北石油大學(xué) 2016
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