本文關(guān)鍵詞：雙饋風(fēng)機(jī)的接入對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的影響

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【摘要】：隨著煤炭能源的日益枯竭和自然環(huán)境的不斷變化,可再生能源作為綠色無(wú)污染能源得到越來(lái)越多的重視。其中,發(fā)展最迅速、技術(shù)最成熟的風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)遍布世界各地。但是,隨著并網(wǎng)風(fēng)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大,風(fēng)能帶給電網(wǎng)的小干擾穩(wěn)定性問(wèn)題日益受到重視,成為了新的研究方向。本文以目前廣泛應(yīng)用的雙饋風(fēng)電機(jī)組為研究對(duì)象,以雙饋風(fēng)機(jī)接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)為主要研究系統(tǒng),開展了以下研究工作：本文首先給出了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)各個(gè)部分的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而得出了雙饋風(fēng)機(jī)接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)后的線性化模型。根據(jù)該線性化模型畫出Phillips-Heffron模型圖,通過(guò)阻尼轉(zhuǎn)矩分析法得出了同步機(jī)的勵(lì)磁部分和雙饋風(fēng)機(jī)部分對(duì)機(jī)電振蕩回路的阻尼轉(zhuǎn)矩。最后通過(guò)算例研究了發(fā)電機(jī)的出力、線路電抗對(duì)阻尼轉(zhuǎn)矩的影響。本文還提出一種利用阻尼轉(zhuǎn)矩和靈敏度來(lái)近似估算雙饋風(fēng)機(jī)接入后機(jī)電振蕩模式大小的方法。虛擬慣性控制是為了在對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有慣量貢獻(xiàn)的雙饋風(fēng)機(jī)上模擬出與同步機(jī)上類似的慣量、提高整個(gè)系統(tǒng)的頻率恢復(fù)速度而施加的控制。本文介紹了兩種虛擬慣性控制的方法,并給出了兩種方法的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出雙饋風(fēng)機(jī)的虛擬慣性控制環(huán)節(jié)提供的阻尼轉(zhuǎn)矩。最后通過(guò)算例研究了控制參數(shù)、發(fā)電機(jī)出力、線路電抗對(duì)該阻尼轉(zhuǎn)矩的影響。本文最后將雙饋風(fēng)機(jī)替換為同步發(fā)電機(jī),計(jì)算同步機(jī)接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生的阻尼轉(zhuǎn)矩。依照對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)的研究?jī)?nèi)容,也通過(guò)算例研究了發(fā)電機(jī)的出力、線路電抗對(duì)阻尼轉(zhuǎn)矩的影響。通過(guò)兩種情況的對(duì)比,可以看出雙饋風(fēng)機(jī)與同步機(jī)對(duì)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定影響的異同。本文的研究?jī)?nèi)容對(duì)于風(fēng)火打捆遠(yuǎn)距離輸電的實(shí)際應(yīng)用有一定的現(xiàn)實(shí)意義,對(duì)于今后虛擬慣性控制在風(fēng)機(jī)上的實(shí)際應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義,對(duì)于研究雙饋風(fēng)機(jī)和同步機(jī)對(duì)小干擾穩(wěn)定性的不同影響有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī) 單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng) 小干擾穩(wěn)定 阻尼轉(zhuǎn)矩分析 虛擬慣性控制 機(jī)電振蕩模式
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM712
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 風(fēng)電機(jī)組技術(shù)及模型研究概述12-13
• 1.2.2 電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性研究概述13-14
• 1.2.3 風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定的影響概述14-16
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 雙饋風(fēng)機(jī)的接入對(duì)單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)機(jī)電振蕩模式的影響17-54
• 2.1 雙饋風(fēng)機(jī)的物理模型17-20
• 2.2 雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型20-24
• 2.2.1 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.2.2 電容器的數(shù)學(xué)模型21
• 2.2.3 機(jī)側(cè)變流器控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.2.4 變壓器的數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.2.5 網(wǎng)側(cè)變流器控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型23
• 2.2.6 雙饋風(fēng)機(jī)的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.3 雙饋風(fēng)機(jī)接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型24-34
• 2.3.1 雙饋風(fēng)機(jī)接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的非線性模型24-27
• 2.3.2 雙饋風(fēng)機(jī)接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的線性化模型27-34
• 2.4 雙饋風(fēng)機(jī)接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的阻尼轉(zhuǎn)矩分析34-39
• 2.4.1 直接計(jì)算法34-37
• 2.4.2 間接計(jì)算法37-39
• 2.5 雙饋風(fēng)機(jī)的接入對(duì)單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)振蕩模式的影響分析39-41
• 2.6 開環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)推導(dǎo)41-42
• 2.7 算例42-53
• 2.7.1 阻尼轉(zhuǎn)矩分析結(jié)果正確性驗(yàn)證42-46
• 2.7.2 雙饋風(fēng)機(jī)出力變化的影響46-47
• 2.7.3 同步發(fā)電機(jī)出力變化的影響47-49
• 2.7.4 同步機(jī)與雙饋風(fēng)機(jī)出力同時(shí)變化時(shí)的影響49-51
• 2.7.5 線路長(zhǎng)度變化時(shí)的影響51-53
• 2.7.6 通用結(jié)論53
• 2.8 本章小結(jié)53-54
• 第3章 雙饋風(fēng)機(jī)的虛擬慣性控制對(duì)單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)機(jī)電振蕩模式的影響54-78
• 3.1 雙饋風(fēng)機(jī)的虛擬慣性控制54-58
• 3.1.1 附加頻率控制的功率外環(huán)控制策略54-56
• 3.1.2 切換功率曲線的虛擬慣量控制策略56-58
• 3.2 施加虛擬慣性控制后的雙饋風(fēng)機(jī)接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型58-60
• 3.3 雙饋風(fēng)機(jī)的虛擬慣性控制環(huán)節(jié)的阻尼轉(zhuǎn)矩分析60-64
• 3.4 算例64-77
• 3.4.1 阻尼轉(zhuǎn)矩分析結(jié)果正確性驗(yàn)證64-65
• 3.4.2 K_(pf)變化的影響65-66
• 3.4.3 K_(df)變化的影響66-68
• 3.4.4 λ變化的影響68-69
• 3.4.5 同步機(jī)出力變化的影響69-71
• 3.4.6 雙饋風(fēng)機(jī)出力變化的影響71-73
• 3.4.7 同步機(jī)與雙饋風(fēng)機(jī)出力同時(shí)變化的影響73-75
• 3.4.8 線路長(zhǎng)度變化時(shí)的影響75-77
• 3.5 本章小結(jié)77-78
• 第4章 同步發(fā)電機(jī)的接入對(duì)原單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)機(jī)電振蕩模式的影響78-105
• 4.1 同步發(fā)電機(jī)接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型78-88
• 4.1.1 同步發(fā)電機(jī)接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的非線性模型78-82
• 4.1.2 同步發(fā)電機(jī)接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的線性化模型82-88
• 4.2 同步發(fā)電機(jī)接入后的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的阻尼轉(zhuǎn)矩分析88-93
• 4.2.1 直接計(jì)算法88-91
• 4.2.2 間接計(jì)算法91-93
• 4.3 算例93-104
• 4.3.1 阻尼轉(zhuǎn)矩分析結(jié)果正確性驗(yàn)證93-96
• 4.3.2 同步發(fā)電機(jī)SG1出力變化的影響96-97
• 4.3.3 同步發(fā)電機(jī)SG2出力變化的影響97-99
• 4.3.4 同步發(fā)電機(jī)SG1和SG2同時(shí)變化時(shí)的影響99-101
• 4.3.5 線路長(zhǎng)度變化時(shí)的影響101-103
• 4.3.6 同步機(jī)與雙饋風(fēng)機(jī)接入對(duì)單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的不同影響103-104
• 4.4 本章小結(jié)104-105
• 第5章 總結(jié)與展望105-106
• 5.1 總結(jié)105
• 5.2 展望105-106
• 參考文獻(xiàn)106-110
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果110-111
• 致謝111

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