發(fā)布時間：2023-09-16 09:20

　　在我國西北、華北及東北地區(qū),大規(guī)模、高集中的風(fēng)電通過高壓直流輸電實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送。在弱支撐送端系統(tǒng)應(yīng)用場景,系統(tǒng)振蕩問題凸顯。這給電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性帶來很大影響。本文針對風(fēng)電機(jī)組電壓源換流器(VSC)和傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)(LCC-HVDC)間的相互作用開展研究,具體內(nèi)容為:(1)分析了VSC基本結(jié)構(gòu),建立了VSC各組成元器件的數(shù)學(xué)方程;詳細(xì)推導(dǎo)了包括電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)和鎖相環(huán)控制的線性化方程;建立了基于狀態(tài)空間的VSC線性化通用模型;分別在PSCAD和simulink中搭建了VSC單機(jī)無窮大系統(tǒng)應(yīng)用場景,并且進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明在小擾動穩(wěn)定和不穩(wěn)定振蕩模態(tài)兩種情況下,二者時域波形吻合,驗(yàn)證了VSC線性化模型的正確性。(2)分析了LCC-HVDC基本結(jié)構(gòu);建立了LCC-HVDC各組成元器件的數(shù)學(xué)方程;詳細(xì)推導(dǎo)了整流器、逆變器及直流輸電線路等七個模塊的線性化方程;給出了一種基于矩陣分塊、將各個模塊的低階狀態(tài)方程整合成高階狀態(tài)方程的通用方法。應(yīng)用此方法,論文完成了基于狀態(tài)空間LCC-HVDC的高階線性化模型的建立。最后,搭建了LCC-HVDC單機(jī)無窮大系統(tǒng)應(yīng)用場景,并且進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景和意義
        1.1.1 風(fēng)電大規(guī)模接入、通過直流遠(yuǎn)距離外送
        1.1.2 弱送端系統(tǒng)振蕩問題凸顯
    1.2 課題研究的問題
    1.3 課題研究現(xiàn)狀
        1.3.1 系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性分析方法概述
        1.3.2 全功率風(fēng)機(jī)小信號建模研究現(xiàn)狀
        1.3.3 傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)建模研究現(xiàn)狀
        1.3.4 全功率風(fēng)機(jī)與傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)動態(tài)相互作用分析研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 章節(jié)安排
2 基于狀態(tài)空間的風(fēng)電機(jī)組建模和驗(yàn)證
    2.1 引言
    2.2 風(fēng)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)方程
        2.2.1 全功率風(fēng)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)
        2.2.2 電壓源型并網(wǎng)變換器的控制系統(tǒng)
        2.2.3 建立VSC結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)方程
    2.3 基于狀態(tài)空間的風(fēng)電機(jī)組線性化模型建立
        2.3.1 數(shù)學(xué)方程標(biāo)幺化
        2.3.2 公共旋轉(zhuǎn)RI坐標(biāo)系與dq坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換關(guān)系
        2.3.3 基于狀態(tài)空間的線性化模型建立
    2.4 風(fēng)電機(jī)組線性化模型正確性的驗(yàn)證
        2.4.1 基于單機(jī)無窮大電網(wǎng)場景說明
        2.4.2 線性化模型正確性驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
3 基于狀態(tài)空間的傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)建模驗(yàn)證
    3.1 引言
    3.2 傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)的整流器及其控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)的逆變器及其控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        3.2.3 傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)的交流濾波器及其無功補(bǔ)償器
    3.3 基于狀態(tài)空間的傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)線性化模型建立
        3.3.1 整流器及其控制系統(tǒng)線性化
        3.3.2 逆變器及其控制系統(tǒng)線性化
        3.3.3 直流輸電線路線性化模型
        3.3.4 “整流-直流線路-逆變”整合線性化模型
        3.3.5 交流網(wǎng)絡(luò)線性化模型
        3.3.6 基于狀態(tài)空間的LCC-HVDC線性化模型建立
    3.4 LCC直流線性化模型正確性的驗(yàn)證
        3.4.1 時域場景說明
        3.4.2 線性化模型正確性驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
4 基于模態(tài)分析方法的風(fēng)電與LCC系統(tǒng)動態(tài)相互作用分析
    4.1 引言
    4.2 風(fēng)電與傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)場景說明及其整合線性化模型驗(yàn)證
        4.2.1 風(fēng)電與傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)場景說明
        4.2.2 整合線性化模型驗(yàn)證
    4.3 基于模態(tài)分析方法的相互作用分析
        4.3.1 電網(wǎng)等效強(qiáng)度變化影響
        4.3.2 風(fēng)電機(jī)組電流控制參數(shù)影響
        4.3.3 風(fēng)電機(jī)組直流電壓控制參數(shù)影響
        4.3.4 風(fēng)電機(jī)組鎖相環(huán)參數(shù)影響
        4.3.5 直流輸電整流器鎖相環(huán)參數(shù)影響
        4.3.6 直流輸電整流器直流電流控制參數(shù)影響
        4.3.7 直流輸電逆變器鎖相環(huán)參數(shù)影響
        4.3.8 直流輸電逆變器直流電壓控制參數(shù)影響
    4.4 時域仿真驗(yàn)證
        4.4.1 電網(wǎng)等效強(qiáng)度變化影響的驗(yàn)證
        4.4.2 風(fēng)電機(jī)組電流控制參數(shù)影響的驗(yàn)證
        4.4.3 風(fēng)電機(jī)組直流電壓控制參數(shù)影響的驗(yàn)證
        4.4.4 風(fēng)電機(jī)組鎖相環(huán)參數(shù)影響的驗(yàn)證
        4.4.5 直流輸電整流器鎖相環(huán)參數(shù)影響的驗(yàn)證
        4.4.6 直流輸電整流器直流電流控制參數(shù)影響的驗(yàn)證
        4.4.7 直流輸電逆變器鎖相環(huán)參數(shù)影響的驗(yàn)證
        4.4.8 直流輸電逆變器直流電壓控制參數(shù)影響的驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 矩陣系數(shù)及系統(tǒng)參數(shù)
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及參加的科研工作



本文編號：3846745