本文關(guān)鍵詞： 風(fēng)電并網(wǎng) 暫態(tài)穩(wěn)定 DFIG 風(fēng)電滲透率　出處：《華中科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)必將在未來(lái)能源格局中占有重要的地位，當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)在為世界電力供應(yīng)做出越來(lái)越重要的貢獻(xiàn)。但是，由于風(fēng)電機(jī)組相比同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)與控制的復(fù)雜性，人們目前對(duì)含風(fēng)電電力系統(tǒng)故障后暫態(tài)過(guò)程的認(rèn)識(shí)還不是很清楚，這對(duì)于保證甚至改善含風(fēng)電電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)，不能夠明確越來(lái)越多的風(fēng)電接入系統(tǒng)會(huì)對(duì)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性造成怎樣的影響，本文的主要工作就是探討風(fēng)電滲透率以及其他系統(tǒng)運(yùn)行條件對(duì)含大規(guī)模風(fēng)電電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。 首先在明確雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（DFIG）的結(jié)構(gòu)以及各部分的模型與控制方法的前提下，在DIgSILENT PowerFactory中搭建了DFIG的模型，該模型含有Crowbar電路，具備低電壓穿越能力。 其次，將單臺(tái)DFIG與某等值外部系統(tǒng)相連，分析了風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)風(fēng)機(jī)的動(dòng)態(tài)行為，并與相同外部條件下同步發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行了比較；詳細(xì)分析了系統(tǒng)故障條件下風(fēng)機(jī)電氣與機(jī)械系統(tǒng)的參量變化；分析了不同故障類型對(duì)風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)行為的影響。研究表明，○1對(duì)于暫態(tài)過(guò)程中的并網(wǎng)母線電壓、有功功率、無(wú)功功率，DFIG對(duì)系統(tǒng)造成的擾動(dòng)要小于同步發(fā)電機(jī)，而在故障后對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償、電壓支撐方面，DFIG不如同步發(fā)電機(jī)；○2對(duì)于絕大多數(shù)的機(jī)械與電氣指標(biāo)，如機(jī)械轉(zhuǎn)矩，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，槳距角，故障發(fā)生時(shí)的轉(zhuǎn)子電流與發(fā)出的無(wú)功功率，故障切除時(shí)吸收的無(wú)功功率，故障過(guò)程中的并網(wǎng)母線電壓、電磁轉(zhuǎn)矩、有功輸出，三相短路對(duì)DFIG造成的擾動(dòng)最大，其次依次為：兩相短路接地、兩相相間短路、單相短路接地；○3對(duì)于故障切除時(shí)刻DFIG的有功輸出與電磁轉(zhuǎn)矩，兩相相間短路對(duì)DFIG造成的擾動(dòng)最大；對(duì)于故障切除時(shí)DFIG轉(zhuǎn)子電流的變化趨勢(shì)，三相短路時(shí)增加，而其他短路類型時(shí)則是減小。 最后，用單臺(tái)DFIG的模型等值一個(gè)由30臺(tái)DFIG構(gòu)成的風(fēng)場(chǎng)，并將該風(fēng)場(chǎng)接入三機(jī)九節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中，探討了風(fēng)電滲透率、風(fēng)場(chǎng)功率因數(shù)、并網(wǎng)條件以及DFIG電氣結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明，○1系統(tǒng)發(fā)生特定故障時(shí)，減少失穩(wěn)同步發(fā)電機(jī)的有功功率輸出，相比減少不失穩(wěn)同步發(fā)電機(jī)的有功功率輸出，系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性更好，并且減少的越多，系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性越好；○2減小特定故障下失穩(wěn)同步發(fā)電機(jī)的額定容量，系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性會(huì)變差，但若與此同時(shí)減少其有功功率輸出，則系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性不會(huì)變差，減小特定故障下不失穩(wěn)同步發(fā)電機(jī)的額定容量，不會(huì)惡化系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。
[Abstract]:Large-scale wind power grid connection is bound to play an important role in the future energy pattern. Wind power generation has been making more and more important contribution to the world power supply. Because of the complexity of structure and control of wind turbine compared with synchronous generator, the understanding of transient process of wind power system after fault is not very clear. This is a challenge to ensure and even improve the transient stability of wind power systems, and it is not clear how more and more wind power access systems will affect the transient stability of the systems. The main work of this paper is to study the influence of wind power permeability and other system operating conditions on the transient stability of wind power system with large-scale wind power. Firstly, on the premise of defining the structure, model and control method of DFG, a model of DFIG is built in DIgSILENT PowerFactory, which contains Crowbar circuit and has low voltage traversing ability. Secondly, a single DFIG is connected to an equivalent external system, and the dynamic behavior of the fan is analyzed when the fan node fails, and the dynamic behavior of the synchronous generator under the same external conditions is compared. The variation of the parameters of fan electrical and mechanical system under the condition of system fault is analyzed in detail, and the influence of different fault types on the dynamic behavior of fan is analyzed. The disturbance caused by DFIG of reactive power is smaller than that of synchronous generator, but in the reactive power compensation of power grid after failure, the voltage support of DFIG is inferior to the mechanical and electrical parameters, such as mechanical torque, for most of the mechanical and electrical indexes, such as mechanical torque. Generator speed, pitch angle, rotor current and reactive power when fault occurs, reactive power absorbed when fault is removed, grid bus voltage, electromagnetic torque, active power output during fault, The disturbance caused by three-phase short circuit to DFIG is the biggest, followed by two phase short circuit grounding, two phase short circuit, single phase short circuit earthing for the active power output and electromagnetic torque of DFIG at the time of fault removal, and the biggest disturbance to DFIG caused by two phase short circuit. For the change trend of DFIG rotor current during fault removal, the three-phase short circuit increases, while the other short circuit types decrease. Finally, the model of a single DFIG is used to equate a wind field composed of 30 DFIG, and the wind field is connected into a three-machine nine-node system, and the wind power permeability and power factor of wind field are discussed. The influence of grid connection conditions and DFIG electrical structure parameters on the transient stability of the system is studied. The results show that the active power output of the unstable synchronous generator is reduced when a particular fault occurs in the system. Compared with reducing the active power output of the unsteady synchronous generator, the transient stability of the system is better, and the more the reduction is, the better the transient stability of the system is. The transient stability of the system will become worse, but if the active power output is reduced at the same time, the transient stability of the system will not become worse, and the rated capacity of the synchronous generator without instability will be reduced, and the transient stability of the system will not deteriorate.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM614;TM712

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