本文關(guān)鍵詞：直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組參與調(diào)頻對(duì)電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性的影響

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【摘要】：隨著風(fēng)電功率在電網(wǎng)中不斷滲透,系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。風(fēng)電追蹤最大風(fēng)能的運(yùn)行方式不再是一種最經(jīng)濟(jì)合理的選擇,因此研究風(fēng)電機(jī)組參與頻率控制十分必要,風(fēng)電機(jī)組提供調(diào)頻控制對(duì)電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性的影響也需要進(jìn)一步研究。本文以直驅(qū)式永磁同步風(fēng)電機(jī)組為研究對(duì)象,分析其參與一次調(diào)頻和虛擬慣量調(diào)頻對(duì)電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)變速風(fēng)電機(jī)組通過(guò)超速和變槳調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)有功備用,基于風(fēng)機(jī)出力對(duì)頻率變化的增量,定義有無(wú)風(fēng)電調(diào)頻下的穩(wěn)態(tài)頻率偏移之差,以量化風(fēng)電機(jī)組對(duì)減小頻率偏移的貢獻(xiàn),確定充分利用風(fēng)電備用容量時(shí)的負(fù)荷臨界增量。此外,建立包含風(fēng)電機(jī)組和火電機(jī)組調(diào)頻控制的平均系統(tǒng)頻率模型,推導(dǎo)其線(xiàn)性化形式進(jìn)行特征分析,以特征值的變化規(guī)律為依據(jù)合理選擇槳距角PI控制參數(shù)。(2)通過(guò)虛擬慣量控制能夠釋放變速風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子動(dòng)能參與系統(tǒng)慣性調(diào)頻�？紤]不同運(yùn)行方式,對(duì)風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程線(xiàn)性化,結(jié)合電網(wǎng)中同步機(jī)組有功頻率特性,推導(dǎo)得到系統(tǒng)頻率與風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速關(guān)于負(fù)荷變化的傳遞函數(shù),擴(kuò)展了現(xiàn)有低階平均系統(tǒng)頻率響應(yīng)模型,使之能夠計(jì)及風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)。(3)變速風(fēng)電機(jī)組參與調(diào)頻需要引入頻率控制信號(hào)。分別以慣性中心頻率和并網(wǎng)點(diǎn)頻率為信號(hào),對(duì)包含永磁同步風(fēng)電機(jī)組的多機(jī)系統(tǒng)線(xiàn)性化,推導(dǎo)各自的特征矩陣形式,對(duì)比小擾動(dòng)分析結(jié)果的異同。(4)準(zhǔn)確的時(shí)域動(dòng)態(tài)仿真是研究變速風(fēng)電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)頻的基礎(chǔ)。有功負(fù)荷突增等擾動(dòng)會(huì)使電壓相角發(fā)生跳變,導(dǎo)致用常規(guī)隱式梯形法差分化微分方程組求解得到的頻率仿真波形失真,表現(xiàn)為數(shù)值振蕩。對(duì)比分析采用隱式梯形法、阻尼梯形法和Gear二階差分法下的計(jì)算結(jié)果,為調(diào)頻動(dòng)態(tài)仿真選擇合適的差分算法。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 永磁同步發(fā)電機(jī) 一次調(diào)頻 虛擬慣量控制 平均系統(tǒng)頻率模型 小擾動(dòng)分析 差分算法
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM614;TM712
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 1 緒論17-26
• 1.1 選題背景及意義17-18
• 1.2 整體研究概況18-20
• 1.3 模擬同步發(fā)電機(jī)的頻率控制20-23
• 1.4 風(fēng)電參與調(diào)頻對(duì)頻率穩(wěn)定性的影響23-25
• 1.5 本文的主要工作25-26
• 2 風(fēng)力機(jī)的捕獲風(fēng)能特性26-32
• 2.1 風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)特性26-27
• 2.2 最大功率點(diǎn)跟蹤運(yùn)行方式27-28
• 2.3 減載運(yùn)行方式28-30
• 2.4 算例分析30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)建模32-49
• 3.1 引言32
• 3.2 PMSG電機(jī)數(shù)學(xué)方程32-34
• 3.2.1 基準(zhǔn)值和基本物理量定義32
• 3.2.2 PMSG數(shù)學(xué)方程的有名值形式32-33
• 3.2.3 PMSG數(shù)學(xué)方程的標(biāo)幺化推導(dǎo)33-34
• 3.3 背靠背變流器數(shù)學(xué)方程34-38
• 3.3.1 直流側(cè)功率方程及其標(biāo)幺化34-35
• 3.3.2 機(jī)側(cè)變流器控制方程及其標(biāo)幺化35-36
• 3.3.3 網(wǎng)側(cè)濾波電感電路方程及其標(biāo)幺化36-37
• 3.3.4 網(wǎng)側(cè)變流器控制方程及其標(biāo)幺化37-38
• 3.4 無(wú)調(diào)頻控制下PMSG并網(wǎng)運(yùn)行仿真38-48
• 3.4.1 接入風(fēng)電的改進(jìn)WSCC 9節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)38-39
• 3.4.2 風(fēng)速變化擾動(dòng)39-44
• 3.4.3 斷線(xiàn)故障44-46
• 3.4.4 有功負(fù)荷突增擾動(dòng)46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 4 風(fēng)電機(jī)組通過(guò)有功備用參與調(diào)頻49-63
• 4.1 風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻能力及調(diào)頻效果分析49-56
• 4.1.1 問(wèn)題引入49
• 4.1.2 風(fēng)電調(diào)頻策略及頻率分析模型49-51
• 4.1.3 風(fēng)電對(duì)于減小穩(wěn)態(tài)頻率偏移的貢獻(xiàn)分析51-53
• 4.1.4 算例分析53-56
• 4.2 風(fēng)電參與調(diào)頻控制時(shí)槳距角參數(shù)選擇56-62
• 4.2.1 問(wèn)題引入56
• 4.2.2 系統(tǒng)線(xiàn)性化及特征矩陣導(dǎo)出56-58
• 4.2.3 算例分析58-62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 5 風(fēng)電機(jī)組通過(guò)虛擬慣量控制參與調(diào)頻63-75
• 5.1 引言63
• 5.2 PD型虛擬慣量控制63-64
• 5.3 風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子功率平衡方程64-65
• 5.4 頻率與轉(zhuǎn)速傳遞函數(shù)推導(dǎo)65-67
• 5.5 算例分析67-74
• 5.5.1 傳遞函數(shù)與ASF模型仿真結(jié)果對(duì)比及誤差分析67-70
• 5.5.2 控制參數(shù)下零極點(diǎn)的分布70-71
• 5.5.3 虛擬慣量參數(shù)取值討論71-73
• 5.5.4 傳遞函數(shù)與測(cè)試系統(tǒng)仿真結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證73-74
• 5.6 本章小結(jié)74-75
• 6 風(fēng)電參與調(diào)頻時(shí)多機(jī)系統(tǒng)小擾動(dòng)分析75-89
• 6.1 引言75
• 6.2 小擾動(dòng)分析方法及系統(tǒng)特征結(jié)構(gòu)矩陣的形成75-77
• 6.3 考慮風(fēng)電調(diào)頻時(shí)系統(tǒng)特征矩陣的形成77-79
• 6.4 多機(jī)系統(tǒng)各部分模型線(xiàn)性化79-84
• 6.4.1 同步發(fā)電機(jī)組模型線(xiàn)性化79-80
• 6.4.2 PMSG風(fēng)電機(jī)組數(shù)學(xué)模型線(xiàn)性化80-83
• 6.4.3 機(jī)網(wǎng)接口及電網(wǎng)代數(shù)方程線(xiàn)性化83-84
• 6.5 算例分析84-89
• 6.5.1 MPPT方式下小擾動(dòng)分析84-86
• 6.5.2 調(diào)頻控制下小擾動(dòng)分析86-89
• 7 數(shù)值差分方法影響風(fēng)電調(diào)頻仿真結(jié)果的探討89-96
• 7.1 引言89
• 7.2 不同數(shù)值差分方法及其迭代格式89-90
• 7.3 算例分析90-95
• 7.3.1 ASF模型中由于增添變量引起的數(shù)值振蕩現(xiàn)象90-91
• 7.3.2 多機(jī)并網(wǎng)仿真中由于節(jié)點(diǎn)頻率計(jì)算引起的數(shù)值振蕩91-93
• 7.3.3 不同數(shù)值差分方法下節(jié)點(diǎn)頻率仿真對(duì)比93-95
• 7.4 本章小結(jié)95-96
• 8 結(jié)論和展望96-98
• 8.1 結(jié)論96-97
• 8.2 展望97-98
• 參考文獻(xiàn)98-107
• 附錄107-108
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況108

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;提高云南電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性的研究[J];云南電業(yè);2004年11期

2 張曉波;常喜強(qiáng);王占霞;張新燕;郭虎奎;;基于風(fēng)電模型的新疆電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性研究[J];華東電力;2009年12期

3 S.N.Bagaev;沈乃o，

本文編號(hào)：699196