【摘要】：隨著風電技術的快速發(fā)展,風電場裝機容量不斷增大,大規(guī)模風電場并網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的影響日益顯著。風電場詳細建模工作量大且模型復雜,因此需要建立等值模型來簡化計算。為準確表征風電場的外部特性,同時為風電場并網(wǎng)在線仿真分析提供有效的模型基礎,迫切需要建立合理有效的風電場等值模型。本文基于永磁直驅風電機組的低電壓穿越控制策略,提出適用于大規(guī)模直驅風電場的等值建模方法。主要工作內(nèi)容及研究成果如下:首先,通過對永磁直驅風電機組工作原理和控制特性的分析,建立了永磁直驅風電機組的電磁暫態(tài)數(shù)學模型,重點研究了機側變流器和網(wǎng)側變流器的控制策略,為后文直驅風電場的等值建模研究做鋪墊。其次,為提高了傳統(tǒng)K-均值聚類算法準確性和穩(wěn)定性,提出一種結合了密度聚類和劃分聚類兩種思想的改進D-K聚類算法,并通過仿真驗證了該算法在風電場等值建模中具有良好適應性。再次,研究了故障期間永磁直驅風電機組的低電壓穿越實現(xiàn)方法,并以此為切入點,提出了一種適用于直驅風電場的離線暫態(tài)等值建模方法。根據(jù)機組卸荷電路導通情況首次分群,將卸荷電路未導通機組在故障期間的機端電壓作為分群指標,應用改進D-K聚類算法再次分群。系統(tǒng)仿真結果表明,所建立的離線等值模型可以較準確地反映風電場的暫態(tài)響應特性,驗證了該方法的合理性和有效性。最后,為提高風電場等值模型的時效性和準確性,在離線等值建模的基礎上,基于離線建立等值模型數(shù)據(jù)庫,在線匹配最佳參考工況的思想,針對大規(guī)模直驅風電場提出一種在線動態(tài)等值建模方法。通過算例仿真,對比分析連續(xù)故障條件下離線等值模型和在線等值模型的精度,驗證了在線動態(tài)等值建模方法的合理性。
【圖文】：

圖 3.4 永磁直驅風電機組的電磁暫態(tài)仿真模型Fig.3.4 Transient simulation model of PMSG風電機組輸入風速為額定風速 12m/s，機端變壓器到中壓母線的電氣距離為1km。電網(wǎng)在 4s 時發(fā)生三相短路故障，電網(wǎng)電壓跌落至 0.2pu，故障持續(xù) 0.625s。有無低電壓穿越控制的永磁直驅風電機組模型的直流側母線電壓、有功功率和無功功率的仿真對比圖如圖 3.5 所示。從圖 3.5 給出的仿真結果可以看出，未采用低電壓穿越控制的機組在電網(wǎng)電壓跌落期間直流側電壓上升幅值較高，最高升至 1.243pu，輸出有功下降至 0.235pu，僅發(fā)出 0.041pu 的無功。風電機組采用低電壓穿越控制后，風機在電網(wǎng)故障期間以無功電流優(yōu)先輸出進行功率的重新分配，輸出 0.307pu 的有功功率和 0.27pu 的無功功率，對電網(wǎng)提供了較多的無功支撐，同時，將直流側母線電壓幅值限制在1.17pu以內(nèi)，有效地抑制直流母線電壓的波動，，提高了機組的低電壓穿越能力。線電壓/pu1.151.21.251.3NOLVRTLVRT
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM614

【參考文獻】

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本文編號：2706774