發(fā)布時間：2017-10-10 10:16

  本文關鍵詞：風電對系統(tǒng)功率振蕩的影響及阻尼控制研究

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【摘要】：隨著新能源需求的不斷增長以及風電技術的快速進步,風電在電力系統(tǒng)中的滲透率逐年上升,其對電網(wǎng)的影響也逐漸顯現(xiàn)。由于風機自身的特性,其電網(wǎng)適應性能力不足,在系統(tǒng)發(fā)生擾動后,如果不能及時有效的控制,將引發(fā)大量風機脫網(wǎng),導致停電事故。研究風電場接入系統(tǒng)后對系統(tǒng)功率振蕩的影響,并提出具有針對性的控制措施具有重要意義。本文在綜述了國內(nèi)外相關研究進展的基礎上,綜合運用特征值分析、非線性信號分析、控制器優(yōu)化設計技術和電力系統(tǒng)仿真技術,研究了風電場出力波動引發(fā)的強迫功率振蕩,并設計了抑制系統(tǒng)功率振蕩的附加阻尼控制器,主要研究工作和取得的研究成果如下。首先,介紹了四分量風速模型,并給出了計算需要的基本風、陣風、漸變風、隨機風所對應的方程,用以較為全面地描述風速；給出了風電機組的空氣動力學模型、軸系模型、雙饋感應和永磁直驅(qū)發(fā)電機等效動態(tài)數(shù)學模型、變頻器控制動態(tài)數(shù)學模型,并對常用的幾種風電場的等值方法做出了說明,為系統(tǒng)穩(wěn)定計算和阻尼分析與控制奠定數(shù)學基礎。然后,介紹了強迫功率振蕩機理以及用于分析非線性信號的Prony算法。在四機二區(qū)域系統(tǒng)基礎上,增加雙饋風機后進行仿真,設置不同頻率、不同風速的陣風,分析了陣風波動頻率和風速對風電場引發(fā)的強迫功率振蕩的影響。在威海電網(wǎng)中,針對不同的復合風,對比分析系統(tǒng)聯(lián)絡線上的有功功率波動情況。印證了風電場出力波動可導致系統(tǒng)強迫功率振蕩,得出了在實際電力系統(tǒng)中風電場的風速變化引發(fā)系統(tǒng)強迫功率振蕩的條件。最后,在SVG基本結構與工作原理及其交、直流電壓控制動態(tài)數(shù)學模型的基礎上,建立了附加阻尼控制模型。以提升系統(tǒng)阻尼、抑制功率振蕩為目標,采用幾何測度法選擇控制信號并通過改進的PSO算法對參數(shù)進行優(yōu)化。在四機二區(qū)域系統(tǒng)中,對風電場不同風速和波動頻率的陣風初步驗證了阻尼控制的效果；在威海電網(wǎng)中對照在無附加阻尼控制、添加未進行參數(shù)整定的阻尼控制和添加參數(shù)整定后的阻尼控制三種情況下,系統(tǒng)阻尼比以及聯(lián)絡線上有功功率波動的變化情況,驗證了SVG附加阻尼控制以及參數(shù)整定的有效性。
【關鍵詞】：風電場 電力系統(tǒng) 強迫功率振蕩 阻尼控制 SVG
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 風電機組的動態(tài)數(shù)學模型13-14
• 1.2.2 風電并網(wǎng)后系統(tǒng)阻尼變化情況14-15
• 1.2.3 風電場附加阻尼控制15-17
• 1.3 本文主要工作17-18
• 第2章 風電場建模18-31
• 2.1 風速模型18-19
• 2.2 風電機組機械動力系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型19-22
• 2.2.1 空氣動力學模型19-20
• 2.2.2 軸系模型20-22
• 2.3 饋感應風機動態(tài)數(shù)學模型22-25
• 2.3.1 感應發(fā)電機等效動態(tài)數(shù)學模型23
• 2.3.2 變頻器控制動態(tài)數(shù)學模型23-25
• 2.4 永磁直驅(qū)風機動態(tài)數(shù)學模型25-27
• 2.4.1 同步發(fā)電機等效動態(tài)數(shù)學模型25-26
• 2.4.2 變頻器控制動態(tài)數(shù)學模型26-27
• 2.5 電場等值方法27-30
• 2.5.1 容量加權單機等值法28
• 2.5.2 改進加權單機等值法28-29
• 2.5.3 變尺度降階多機等值法29-30
• 2.6 小結30-31
• 第3章 風電場功率波動引發(fā)的強迫功率振蕩31-44
• 3.1 風電引發(fā)的強迫功率振蕩機理及其分析方法31-33
• 3.2 風電場接入簡單系統(tǒng)引發(fā)的強迫功率振蕩33-36
• 3.3 威海電網(wǎng)仿真分析36-43
• 3.3.1 威海電網(wǎng)簡介36-39
• 3.3.2 風電場出力波動引發(fā)的強迫功率振蕩39-43
• 3.4 小結43-44
• 第4章 包含風電場的電力系統(tǒng)阻尼控制44-59
• 4.1 SVG工作原理44-46
• 4.2 SVG及其阻尼控制模型46-48
• 4.3 附加阻尼控制參數(shù)優(yōu)化48-51
• 4.3.1 幾何測度法49
• 4.3.2 改進的PSO算法49-51
• 4.4 簡單系統(tǒng)的阻尼控制效果51-53
• 4.5 威海電網(wǎng)附加阻尼控制仿真53-58
• 4.6 小結58-59
• 第5章 結論及展望59-61
• 參考文獻61-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文65-66
• 附件66

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 關宏亮;大規(guī)模風電場接入電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性研究[D];華北電力大學（河北）;2008年

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本文編號：1005792