大規(guī)模風(fēng)電等新能源高滲透率接入電網(wǎng),將對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來新的挑戰(zhàn)。風(fēng)機(jī)主要經(jīng)由基于矢量解耦控制的電壓源型換流器并網(wǎng),而鎖相環(huán)是實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)與電網(wǎng)同步連接的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常情況下風(fēng)機(jī)對(duì)電網(wǎng)呈現(xiàn)弱慣性特征,導(dǎo)致電力系統(tǒng)整體慣性相對(duì)降低,虛擬慣性控制在賦予風(fēng)機(jī)慣性響應(yīng)功能的同時(shí),為風(fēng)機(jī)和系統(tǒng)功率互動(dòng)提供通道,將對(duì)電力系統(tǒng)低頻振蕩產(chǎn)生不可忽略的影響,且鎖相環(huán)為虛擬慣性控制提供頻率測(cè)量信號(hào)。在特定條件下,風(fēng)機(jī)和系統(tǒng)間的動(dòng)態(tài)交互作用可能引發(fā)電力系統(tǒng)振蕩穩(wěn)定性問題,其中由鎖相環(huán)動(dòng)態(tài)引起的交互作用主要包括鎖相環(huán)和風(fēng)機(jī)換流器控制系統(tǒng)間,以及鎖相環(huán)和同步機(jī)軸系間的交互,若交互作用較強(qiáng)則可能導(dǎo)致風(fēng)機(jī)自身或系統(tǒng)振蕩失穩(wěn)。為此,本文主要圍繞鎖相環(huán)針對(duì)含風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)振蕩穩(wěn)定性問題展開深入研究,主要研究?jī)?nèi)容和成果包括:(1)通過考慮鎖相環(huán)動(dòng)態(tài)研究了風(fēng)機(jī)附加虛擬慣性控制對(duì)電力系統(tǒng)低頻振蕩特性的影響。構(gòu)建了閉環(huán)互聯(lián)系統(tǒng)模型,兩個(gè)開環(huán)子系統(tǒng)分別為含鎖相環(huán)、虛擬慣性控制動(dòng)態(tài)部分以及系統(tǒng)其余部分,基于該模型分析了風(fēng)機(jī)和系統(tǒng)在不同交互程度下虛擬慣性控制對(duì)電力系統(tǒng)低頻振蕩的影響。當(dāng)開環(huán)鎖相環(huán)模式和機(jī)電振蕩模式在復(fù)平面分布...

【文章頁數(shù)】：174 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 風(fēng)電接入影響系統(tǒng)低頻振蕩研究現(xiàn)狀
        1.2.1 研究方法
        1.2.2 虛擬慣性控制影響系統(tǒng)低頻振蕩機(jī)理
    1.3 風(fēng)電并網(wǎng)換流器動(dòng)態(tài)影響系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 并網(wǎng)換流器系統(tǒng)穩(wěn)定性機(jī)理
    1.4 風(fēng)電接入引發(fā)系統(tǒng)次同步振蕩研究現(xiàn)狀
    1.5 電力系統(tǒng)模式諧振機(jī)理研究現(xiàn)狀
    1.6 論文的主要工作
第2章 含風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)建模
    2.1 引言
    2.2 鎖相環(huán)模型
    2.3 風(fēng)機(jī)模型
        2.3.1 直驅(qū)風(fēng)機(jī)模型
        2.3.2 雙饋風(fēng)機(jī)模型
    2.4 電力系統(tǒng)模型
    2.5 風(fēng)機(jī)傳遞函數(shù)模型
        2.5.1 直驅(qū)風(fēng)機(jī)傳遞函數(shù)模型
        2.5.2 雙饋風(fēng)機(jī)傳遞函數(shù)模型
    2.6 本章小結(jié)
第3章 考慮鎖相環(huán)動(dòng)態(tài)的虛擬慣性控制對(duì)系統(tǒng)低頻振蕩特性影響
    3.1 引言
    3.2 考慮虛擬慣性控制的閉環(huán)互聯(lián)系統(tǒng)模型
    3.3 虛擬慣性控制影響評(píng)估
        3.3.1 弱交互作用下虛擬慣性控制對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響
        3.3.2 強(qiáng)交互作用下虛擬慣性控制對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響
        3.3.3 根軌跡方法
    3.4 仿真分析
        3.4.1 單機(jī)系統(tǒng)算例
        3.4.2 新英格蘭系統(tǒng)算例
        3.4.3 紐約—新英格蘭互聯(lián)系統(tǒng)算例
    3.5 本章小結(jié)
第4章 鎖相環(huán)作用下風(fēng)電場(chǎng)小干擾穩(wěn)定性機(jī)理分析
    4.1 引言
    4.2 閉環(huán)互聯(lián)系統(tǒng)模型構(gòu)建
    4.3 開環(huán)模式諧振機(jī)理
    4.4 開環(huán)模式諧振影響特性
        4.4.1 開環(huán)模式諧振對(duì)風(fēng)機(jī)外特性影響
        4.4.2 子系統(tǒng)間交互作用影響因素分析
    4.5 風(fēng)機(jī)換流器控制系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)態(tài)交互
        4.5.1 直驅(qū)風(fēng)機(jī)中鎖相環(huán)和外內(nèi)環(huán)控制間動(dòng)態(tài)交互
        4.5.2 雙饋風(fēng)機(jī)中鎖相環(huán)和外內(nèi)環(huán)控制間動(dòng)態(tài)交互
        4.5.3 外環(huán)控制間動(dòng)態(tài)交互
    4.6 風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)多風(fēng)機(jī)間動(dòng)態(tài)交互
        4.6.1 鎖相環(huán)2和鎖相環(huán)1間動(dòng)態(tài)交互
        4.6.2 多鎖相環(huán)間動(dòng)態(tài)交互
        4.6.3 鎖相環(huán)和直流電壓控制間動(dòng)態(tài)交互
        4.6.4 無功控制結(jié)構(gòu)和參數(shù)影響
    4.7 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.8 本章小結(jié)
第5章 鎖相環(huán)和同步機(jī)軸系間交互作用對(duì)系統(tǒng)次同步振蕩特性影響
    5.1 引言
    5.2 閉環(huán)互聯(lián)系統(tǒng)模型構(gòu)建
    5.3 子系統(tǒng)間交互作用分析
    5.4 開環(huán)模式諧振影響評(píng)估
    5.5 算例1
        5.5.1 鎖相環(huán)與同步機(jī)軸系間開環(huán)模式諧振
        5.5.2 風(fēng)機(jī)出力和連接阻抗影響
        5.5.3 考慮鎖相環(huán)間的開環(huán)模式諧振影響
    5.6 算例2
        5.6.1 鎖相環(huán)與同步機(jī)軸系間開環(huán)模式諧振
        5.6.2 鎖相環(huán)控制參數(shù)設(shè)計(jì)
        5.6.3 連接阻抗影響
        5.6.4 復(fù)雜結(jié)構(gòu)鎖相環(huán)影響
    5.7 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 未來研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄A 模型推導(dǎo)
        附錄A1 電力系統(tǒng)狀態(tài)空間模型
        附錄A2 對(duì)象子系統(tǒng)狀態(tài)空間模型
    附錄B 算例參數(shù)
        附錄B1 風(fēng)機(jī)參數(shù)
        附錄B2 第4章風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)
        附錄B3 第5章多機(jī)系統(tǒng)參數(shù)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3838102