【摘要】：我國(guó)風(fēng)力資源的分布大部分遠(yuǎn)離負(fù)荷相對(duì)集中區(qū)域,風(fēng)電的大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送成為了避免資源浪費(fèi),進(jìn)行資源合理優(yōu)化配置的重要方式。為了提高輸電線路的遠(yuǎn)距離輸送能力,提高輸電效率降低輸電成本,在電能外送的過(guò)程中采用串聯(lián)電容器補(bǔ)償和高壓直流輸電方式日益增多。但使用串聯(lián)電容補(bǔ)償技術(shù)和高壓直流輸電技術(shù)有引發(fā)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的次同步諧振問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn),影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。分析了大規(guī)模風(fēng)電外送過(guò)程中風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的變化對(duì)次同步諧振危險(xiǎn)區(qū)域的影響。以雙饋風(fēng)電場(chǎng)串聯(lián)電容補(bǔ)償模型為基礎(chǔ),對(duì)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了等值,搭造出用于次同步諧振分析的風(fēng)電場(chǎng)等值數(shù)學(xué)模型,采用系統(tǒng)等值電阻的方法對(duì)雙饋機(jī)組與電網(wǎng)間穩(wěn)定性進(jìn)行判斷,做出了系統(tǒng)等值電阻隨風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的變化曲線及不同風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)危險(xiǎn)區(qū)域。研究結(jié)果顯示,次同步諧振產(chǎn)生時(shí),不同規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)的振蕩程度也不相同,大規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定,增大機(jī)組規(guī)模有利于降低次同步諧振帶來(lái)的危害,并對(duì)以上結(jié)論進(jìn)行了仿真以驗(yàn)證結(jié)果的合理性。最后對(duì)振蕩時(shí)的情況進(jìn)行頻譜分析,其中的諧波分量即為所對(duì)應(yīng)的次同步頻率。對(duì)次同步諧振扭振互作用現(xiàn)象在外部故障下的穩(wěn)定性進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)。隨后,對(duì)現(xiàn)階段研究風(fēng)電場(chǎng)次同步諧振現(xiàn)象的等值方法分別總結(jié),分析并比對(duì)出各種等值方法的特點(diǎn)。然后,詳細(xì)介紹了引發(fā)風(fēng)電場(chǎng)的扭振互作用現(xiàn)象時(shí)軸系疲勞度辨識(shí)的方法。最后,分別通過(guò)三種不同等值方法對(duì)同一風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行疲勞度仿真分析,并對(duì)最終結(jié)果進(jìn)行了比較。
【圖文】：

文中采用的仿真模型是以ＩＥＥＥ第一基準(zhǔn)模型為基礎(chǔ)進(jìn)行搭建，將運(yùn)行狀態(tài)、轉(zhuǎn)逡逑速、輸出功率相同或者相差不大的風(fēng)電機(jī)組等值為一臺(tái)機(jī)組，進(jìn)而將整個(gè)風(fēng)電逡逑場(chǎng)等值成多個(gè)子風(fēng)電場(chǎng)群，則單個(gè)子風(fēng)電場(chǎng)群情況，可用下圖２．１表示。該風(fēng)逡逑電場(chǎng)單臺(tái)機(jī)組的容量為２ＭＷ，，發(fā)電機(jī)額定機(jī)端電壓為０．６９ｋＶ，經(jīng)過(guò)多臺(tái)升逡逑壓變壓器升壓后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送。將串補(bǔ)電容放到遠(yuǎn)距離輸電線路上用來(lái)提高逡逑線路的輸電能力。圖中ｒ表示升壓變壓器，ｉ？表示輸電線路電阻，＾分逡逑別表示線路電抗和串補(bǔ)裝置中的容抗，ＧＳＣ和／ＷＣ分別為ＤＦＩＧ中的網(wǎng)側(cè)和轉(zhuǎn)逡逑子側(cè)變換器。逡逑—１｜￣？—｜丨｜逡逑圖２．１邋ＤＦＩＧ經(jīng)串補(bǔ)裝置外送功率等效輸電線路逡逑Ｆｉｇ，邋２．１邋ＤＦＩＧ邋Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ邋Ｐｏｗｅｒ邋Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ邋Ｃｉｒｃｕｉｔｓ邋ｂｙ邋Ｓｅｒｉｅｓ邋Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ逡逑２．３風(fēng)力機(jī)模塊逡逑風(fēng)力機(jī)模塊在風(fēng)電場(chǎng)外送功率系統(tǒng)中承擔(dān)著電能轉(zhuǎn)換的重要任務(wù)，其中風(fēng)逡逑力機(jī)的葉片在空氣中捕捉風(fēng)能，從而將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成為機(jī)械能，其轉(zhuǎn)換的能量的逡逑多少?zèng)Q定著全部風(fēng)電系統(tǒng)的外送功率。在風(fēng)力機(jī)模塊的葉片半徑為，風(fēng)速是Ｖ逡逑１２逡逑

圖２．３邋ＤＦＩＧ在靜止坐標(biāo)系下的物理模型逡逑ｉｇ．邋２．３邋Ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ＤＦＩＧ邋ｉｎ邋ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ邋ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑方程：逡逑＿邋ｄ邋0邋？逡逑ＵｓＡ邋＝邋７，ｓＡ＋ｒ？逡逑＜＾ｓ３＝ｊ＾ｓＢ＾ｓｉｓＢＵｓＣ邋＝￣Ｊｔ＾ｓＣ邋＋逡逑ｗｓＳ、ＷｉＣ分別表示定子Ｘ、５、Ｃ三相機(jī)端相電壓、心、ｋ分別表示定子」、S8三相相電流的瞬時(shí)ｍ、Ｋｆｉ、分別表不定子」、萬(wàn)、Ｃ三相繞組的磁鏈；
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM614;TM712

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