【摘要】：雙饋感應(yīng)發(fā)電機(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)具有變速恒頻運行、控制性能靈活以及發(fā)電效率高等特點,得到了十分廣泛的應(yīng)用。由于我國風(fēng)能資源與負荷中心在空間上具有逆向分布特征,為了充分利用風(fēng)能資源發(fā)電,就得靠遠距離傳輸將風(fēng)電送出。實現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電外送的有效措施之一就是采用串聯(lián)電容器補償技術(shù),但雙饋感應(yīng)發(fā)電機在經(jīng)串聯(lián)補償線路外送風(fēng)電時,可能會誘發(fā)次同步控制相互作用(Sub-Synchronous Control Interaction,SSCI)問題。本文首先建立了適用于次同步控制相互作用分析的各部分數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,深入研究了 SSCI的發(fā)生機理和干擾因素。基于單機無窮大系統(tǒng),在PSCAD/EMTDC仿真軟件上搭建模型,通過時域仿真法,驗證了理論分析的正確性。針對機組間的交互作用對SSCI的影響情況進行了理論推導(dǎo),分析結(jié)果表明風(fēng)電機組的臺數(shù)和變流控制器參數(shù)都會對SSCI問題產(chǎn)生影響,在PSCAD/EMTDC仿真軟件上建立了多臺風(fēng)機模型,通過時域仿真驗證以上理論的正確性。然后分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機組兩種控制模式的特點,并分別在系統(tǒng)中各個發(fā)電機組控制方式相同和不同的情況下,在PSCAD/EMTDC仿真軟件上建立多臺風(fēng)機仿真模型,分析風(fēng)電機組在兩種控制模式下,系統(tǒng)出現(xiàn)擾動時的振蕩特性。通過以上的分析,對以后風(fēng)機控制方式的合理搭配和對系統(tǒng)振蕩抑制措施的研究提供了參考。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM315;TM712
【圖文】：

步振蕩（Ｓｕｂ－ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ邋Ｔｏｒｓｉｏｎａｌ邋Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ＳＳＴＩ）、次同步控制相互作用逡逑（Ｓｕｂ－ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ邋Ｃｏｎｔｒｏｌ邋Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ＳＳＣＩ）Ｉ９］。發(fā)生在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的常見逡逑的幾種次同步振蕩分類如圖１．１所示。逡逑次同步諧振邐感應(yīng)發(fā)電機效應(yīng)逡逑（ＳＳＲ）邐邐邋（ＩＧＥ）逡逑風(fēng)電機組次同邐裝置引起的次同步邐機電扭轉(zhuǎn)互作用逡逑步振蕩（ＳＳＯ廠—振蕩（ＳＳＴＩ）邐一邐（ＴＩ）逡逑＿次同步控制相互作逡逑用（ＳＳＣＩ）逡逑圖１．１風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的幾類次同步振蕩逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｓｅｖｅｒａｌ邋ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ邋ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ邋ｉｎ邋Ｗｉｎｄ邋Ｐｏｗｅｒ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑感應(yīng)發(fā)電機效應(yīng)（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ邋Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ邋ｅｆｆｅｃｔ，ＩＧＥ）源于同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子在次逡逑同步頻率電流下表現(xiàn)出的視在負阻特性［ｉｅ］。如果發(fā)電機的定子繞組電阻和輸電逡逑系統(tǒng)在次同步頻率電流下的等效電阻之和小于發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組對次同步頻率電逡逑流的等效負值電阻時，就會引起系統(tǒng)電氣自激振蕩問題的發(fā)生。ＩＧＥ與汽輪發(fā)逡逑電機軸系沒有關(guān)系，它僅僅是一種電氣系統(tǒng)動態(tài)行為的自激現(xiàn)象，只有ＩＧＥ時逡逑并不能引起軸系扭振問題的發(fā)生。逡逑機電扭轉(zhuǎn)相互作用（Ｔｏｒｓｉｏｎａｌ邋Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ，邋ＴＩ）是指汽輪發(fā)電機軸系和串補逡逑線路兩者間的耦合作用，屬于機械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)之間的相互耦合關(guān)系，強調(diào)逡逑的是汽輪發(fā)電機軸系的固有扭振頻率與電力系統(tǒng)的電氣諧振頻率的互補［１１］。因逡逑此

步振蕩（Ｓｕｂ－ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ邋Ｔｏｒｓｉｏｎａｌ邋Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ＳＳＴＩ）、次同步控制相互作用逡逑（Ｓｕｂ－ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ邋Ｃｏｎｔｒｏｌ邋Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ＳＳＣＩ）Ｉ９］。發(fā)生在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的常見逡逑的幾種次同步振蕩分類如圖１．１所示。逡逑次同步諧振邐感應(yīng)發(fā)電機效應(yīng)逡逑（ＳＳＲ）邐邐邋（ＩＧＥ）逡逑風(fēng)電機組次同邐裝置引起的次同步邐機電扭轉(zhuǎn)互作用逡逑步振蕩（ＳＳＯ廠—振蕩（ＳＳＴＩ）邐一邐（ＴＩ）逡逑＿次同步控制相互作逡逑用（ＳＳＣＩ）逡逑圖１．１風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的幾類次同步振蕩逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｓｅｖｅｒａｌ邋ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ邋ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ邋ｉｎ邋Ｗｉｎｄ邋Ｐｏｗｅｒ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑感應(yīng)發(fā)電機效應(yīng)（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ邋Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ邋ｅｆｆｅｃｔ，ＩＧＥ）源于同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子在次逡逑同步頻率電流下表現(xiàn)出的視在負阻特性［ｉｅ］。如果發(fā)電機的定子繞組電阻和輸電逡逑系統(tǒng)在次同步頻率電流下的等效電阻之和小于發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組對次同步頻率電逡逑流的等效負值電阻時，就會引起系統(tǒng)電氣自激振蕩問題的發(fā)生。ＩＧＥ與汽輪發(fā)逡逑電機軸系沒有關(guān)系，它僅僅是一種電氣系統(tǒng)動態(tài)行為的自激現(xiàn)象，只有ＩＧＥ時逡逑并不能引起軸系扭振問題的發(fā)生。逡逑機電扭轉(zhuǎn)相互作用（Ｔｏｒｓｉｏｎａｌ邋Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ，邋ＴＩ）是指汽輪發(fā)電機軸系和串補逡逑線路兩者間的耦合作用，屬于機械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)之間的相互耦合關(guān)系，強調(diào)逡逑的是汽輪發(fā)電機軸系的固有扭振頻率與電力系統(tǒng)的電氣諧振頻率的互補［１１］。因逡逑此

２．２邋ＤＦＩＧ的工作原理簡介逡逑雙饋風(fēng)力發(fā)電機組由風(fēng)力機、機械傳動系統(tǒng)、雙饋感應(yīng)發(fā)電機、變流器及其逡逑控制系統(tǒng)等組成。其結(jié)構(gòu)如圖２．１所示。逡逑Ａ逡逑齒輪箱邐—（＾）逡逑１邐變壓器邐電網(wǎng)逡逑ＲＳＣ邐ＧＳＣ逡逑＾ｌｌ￣ｔ￣￣逡逑——２ｉ邋４＝：邋－Ｈ邐１逡逑圖２．１邋ＤＦＩＧ結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＤＦＩＧ逡逑雙饋感應(yīng)發(fā)電機其定子側(cè)與電網(wǎng)直接連接，轉(zhuǎn)子側(cè)通過雙ＰＷＭ換流器與電逡逑網(wǎng)相連。其中，與發(fā)電機連接的換流器稱為轉(zhuǎn)子側(cè)換流器（Ｒｏｔｏｒ邋Ｓｉｄｅ邋Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，逡逑ＲＳＣ），通過坐標變換可以實現(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤和發(fā)電機定子側(cè)功率因數(shù)控制，逡逑以及風(fēng)機并網(wǎng)控制等功能。與電網(wǎng)相連接的換流器稱為網(wǎng)側(cè)換流器（Ｇｒｉｄ邋Ｓｉｄｅ逡逑Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＧＳＣ），能夠維持直流環(huán)節(jié)電壓的恒定，同時在一定范圍內(nèi)可以調(diào)逡逑節(jié)電網(wǎng)側(cè)的電壓。逡逑８逡逑

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本文編號：2761024