本文關(guān)鍵詞：含雙饋風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)次同步振蕩研究

  更多相關(guān)文章： 雙饋風(fēng)機(jī) 次同步振蕩 影響機(jī)理研究 無(wú)功分級(jí)控制 附加阻尼控制器 帶阻濾波器 旁路阻尼濾波器

【摘要】：隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的不斷增加和串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)在大規(guī)模風(fēng)電外送中的運(yùn)用,國(guó)內(nèi)外多處雙饋風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生了由串聯(lián)電容補(bǔ)償引起的次同步振蕩事故。因此,對(duì)含雙饋風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)次同步振蕩影響因素研究和抑制研究具有顯著的現(xiàn)實(shí)意義。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)研究了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu),推導(dǎo)了適合含雙饋風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)次同步振蕩研究所需要的各模塊的數(shù)學(xué)模型,建立了基于定子電壓定向矢量控制策略的轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)控制器的數(shù)學(xué)模型。(2)推導(dǎo)了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的線性化模型和狀態(tài)矩陣,給出了特征結(jié)構(gòu)分析法的算法流程,編制了特征結(jié)構(gòu)分析法的程序,結(jié)合參與因子和風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩機(jī)理識(shí)別出了次同步振蕩模態(tài)和軸系模態(tài),并通過(guò)時(shí)域仿真驗(yàn)證了特征結(jié)構(gòu)分析結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性。(3)將可能影響風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的參數(shù)系統(tǒng)性地分為風(fēng)電外送運(yùn)行中的不確定參數(shù)、確定的不可控參數(shù)和確定的可控參數(shù)這三類(lèi)進(jìn)行研究。結(jié)果表明,不確定參數(shù)中,風(fēng)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、風(fēng)力機(jī)發(fā)出有功功率影響較大,在設(shè)計(jì)附加阻尼控制器時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮它們的影響;確定的不可控參數(shù)中,串補(bǔ)度、線路電阻和變壓器電阻影響較大,在電網(wǎng)設(shè)計(jì)階段應(yīng)對(duì)其進(jìn)行合理的選擇；確定的可控參數(shù)中,定子發(fā)出無(wú)功功率參考值影響較大,控制該參數(shù)使雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)出感性無(wú)功可以為系統(tǒng)提供正阻尼,轉(zhuǎn)子側(cè)控制器的內(nèi)、外環(huán)比例系數(shù)的影響也較大,在變換器參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行合理的優(yōu)化。進(jìn)一步研究了轉(zhuǎn)子側(cè)控制器對(duì)風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的影響機(jī)理,將轉(zhuǎn)子側(cè)控制器等效為轉(zhuǎn)子側(cè)的電阻,從感應(yīng)發(fā)電機(jī)效應(yīng)的機(jī)理上解釋了轉(zhuǎn)子側(cè)控制器內(nèi)外環(huán)比例系數(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的影響,分析了內(nèi)、外環(huán)比例系數(shù)間的交互影響,解釋了以往文獻(xiàn)中外環(huán)比例系數(shù)研究結(jié)果出現(xiàn)矛盾的原因,特征結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果驗(yàn)證了該機(jī)理分析的正確性。(4)研究了四種含雙饋風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)次同步振蕩抑制方法。提出了一種基于定子無(wú)功分級(jí)控制的緊急狀態(tài)下風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩抑制方法,該方法僅需控制風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率參考值,無(wú)需額外增加設(shè)備投資,控制成本低,并能有效抑制一定程度的次同步振蕩,是一種實(shí)用的風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩緊急抑制方法；研究了基于特征結(jié)構(gòu)分析的相位提取方法,針對(duì)風(fēng)速變化的隨機(jī)性,設(shè)計(jì)了一種考慮不同風(fēng)速的最優(yōu)相位補(bǔ)償附加阻尼控制方法;研究了將帶阻濾波器安裝在轉(zhuǎn)子側(cè)控制器輸出端以吸收次同步電流的抑制方法,時(shí)域仿真驗(yàn)證了其對(duì)設(shè)計(jì)的阻帶頻率范圍內(nèi)的風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩都能有效抑制,對(duì)工況變化情況適應(yīng)性較強(qiáng);首次探討了旁路阻尼濾波器抑制風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的可行性,設(shè)計(jì)了合理的旁路阻尼濾波器,時(shí)域仿真表明其幾乎可以抑制所有次同步頻率范圍內(nèi)的風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩,具有非常強(qiáng)的適應(yīng)性。
【關(guān)鍵詞】：雙饋風(fēng)機(jī) 次同步振蕩 影響機(jī)理研究 無(wú)功分級(jí)控制 附加阻尼控制器 帶阻濾波器 旁路阻尼濾波器
【學(xué)位授予單位】：東南大學(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】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題背景和研究意義9-11
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩分析方法11-12
• 1.2.2 風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩機(jī)理12-14
• 1.2.3 風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩抑制方法14-15
• 1.3 本文主要工作15-17
• 第二章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型17-29
• 2.1 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)17-18
• 2.2 風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)模型18-20
• 2.3 軸系模型20-21
• 2.4 雙饋感應(yīng)電機(jī)模型21-22
• 2.5 變換器及其控制系統(tǒng)模型22-27
• 2.5.1 變換器直流母線動(dòng)態(tài)模型23
• 2.5.2 變換器控制系統(tǒng)模型23-27
• 2.6 串聯(lián)補(bǔ)償電容線路的數(shù)學(xué)模型27
• 2.7 本章小結(jié)27-29
• 第三章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)特征結(jié)構(gòu)分析29-47
• 3.1 電力系統(tǒng)特征結(jié)構(gòu)分析原理29-31
• 3.2 特征結(jié)構(gòu)分析31-37
• 3.2.1 各模塊模型線性化32-34
• 3.2.2 運(yùn)行變量線性化和狀態(tài)矩陣求取34-35
• 3.2.3 相關(guān)變量的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)初始化35-36
• 3.2.4 特征結(jié)構(gòu)分析算法流程36-37
• 3.3 算例分析與模態(tài)識(shí)別37-42
• 3.3.1 算例分析38-40
• 3.3.2 模態(tài)識(shí)別40-42
• 3.4 時(shí)域仿真驗(yàn)證42-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 含雙饋風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)次同步振蕩影響因素研究47-69
• 4.1 參數(shù)分類(lèi)47-48
• 4.2 雙饋風(fēng)機(jī)次同步振蕩穩(wěn)定運(yùn)行域48-50
• 4.3 不確定參數(shù)影響研究50-52
• 4.3.1 風(fēng)速對(duì)風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的影響50-51
• 4.3.2 軸系阻尼系數(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的影響51-52
• 4.4 確定的不可控參數(shù)參數(shù)影響研究52-56
• 4.4.1 軸系的剛度系數(shù)對(duì)次同步振蕩的影響52-53
• 4.4.2 線路電阻和變壓器電阻對(duì)風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的影響53-55
• 4.4.3 串補(bǔ)度對(duì)風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的影響55-56
• 4.5 確定的可控參數(shù)參數(shù)影響研究56-68
• 4.5.1 無(wú)功功率參考值對(duì)風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的影響56-59
• 4.5.2 網(wǎng)側(cè)控制器參數(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的影響59-60
• 4.5.3 轉(zhuǎn)子側(cè)控制器參數(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的影響60-63
• 4.5.4 轉(zhuǎn)子側(cè)控制器對(duì)風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩的影響機(jī)理研究63-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 第五章 含雙饋風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)次同步振蕩抑制研究69-93
• 5.1 基于定子無(wú)功分級(jí)控制的緊急狀態(tài)下風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩抑制方法69-76
• 5.1.1 雙饋風(fēng)機(jī)定子發(fā)出無(wú)功極限70-71
• 5.1.2 緊急狀態(tài)下定子無(wú)功分級(jí)控制策略71-73
• 5.1.3 定子無(wú)功分級(jí)控制策略仿真及其對(duì)系統(tǒng)電壓的影響73-76
• 5.2 附加阻尼控制器抑制風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩76-82
• 5.2.1 附加阻尼控制器結(jié)構(gòu)及抑制原理77-78
• 5.2.2 基于特征結(jié)構(gòu)分析的相位提取方法78-79
• 5.2.3 附加阻尼控制器抑制風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩仿真驗(yàn)證79-80
• 5.2.4 考慮不同風(fēng)速最優(yōu)相位補(bǔ)償?shù)母郊幼枘峥刂破?/span>80-82
• 5.3 帶阻濾波器抑制風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩82-87
• 5.3.1 帶阻濾波器抑制原理及其設(shè)計(jì)82-84
• 5.3.2 帶阻濾波器抑制風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩仿真驗(yàn)證84-87
• 5.4 旁路阻尼濾波器抑制風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩87-91
• 5.4.1 旁路阻尼濾波器抑制原理及其設(shè)計(jì)87-88
• 5.4.2 旁路阻尼濾波器抑制風(fēng)電場(chǎng)次同步振蕩仿真驗(yàn)證88-91
• 5.5 本章小結(jié)91-93
• 第六章 結(jié)論與展望93-95
• 6.1 結(jié)論93-94
• 6.2 展望94-95
• 致謝95-97
• 參考文獻(xiàn)97-103
• 附錄103

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 高本鋒;李忍;楊大業(yè);宋瑞華;趙書(shū)強(qiáng);劉晉;張學(xué)偉;;雙饋風(fēng)電機(jī)組次同步振蕩阻尼特性與抑制策略[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2015年12期

2 高本鋒;劉晉;李忍;趙書(shū)強(qiáng);;風(fēng)電機(jī)組的次同步控制相互作用研究綜述[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年16期

3 李金宇;汲勝昌;祝令瑜;王紹武;陳國(guó)強(qiáng);殷禹;時(shí)衛(wèi)東;康鵬;;特高壓串補(bǔ)平臺(tái)投切對(duì)電容式電壓互感器影響的試驗(yàn)研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年07期

4 王亮;謝小榮;姜齊榮;劉輝;董曉亮;李雨;;大規(guī)模雙饋風(fēng)電場(chǎng)次同步諧振的分析與抑制[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2014年22期

5 湯奕;管永高;張磊;吳熙;吳英俊;;雙饋風(fēng)機(jī)與電網(wǎng)機(jī)電扭振互作用可能性分析[J];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年01期

6 董曉亮;謝小榮;劉輝;李雨;韓英鐸;;雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)串補(bǔ)輸電系統(tǒng)全運(yùn)行區(qū)域的次同步特性分析[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年09期

7 王倩;劉輝;栗然;申雪;;大規(guī)模風(fēng)電引發(fā)次同步振蕩機(jī)理及分析方法綜述[J];華北電力技術(shù);2014年06期

8 張宋彬;江全元;陳躍輝;張文磊;宋軍英;;含DFIG風(fēng)機(jī)的電力系統(tǒng)次同步諧振附加阻尼控制器設(shè)計(jì)[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2014年06期

9 王松;李庚銀;周明;;雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無(wú)功調(diào)節(jié)機(jī)理及無(wú)功控制策略[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年16期

10 張劍;肖湘寧;高本鋒;羅超;陳甜妹;;雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的次同步控制相互作用機(jī)理與特性研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2013年12期

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本文編號(hào)：919155