發(fā)布時(shí)間：2020-09-19 14:24

　　 伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速增長,能源逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)話題。能源供應(yīng)緊張是全人類不得不面對(duì)的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題,但這也極大地推進(jìn)了可再生能源的發(fā)展進(jìn)程。風(fēng)能作為一種清潔環(huán)保的可再生能源,以自身的優(yōu)越特性逐步受到人們的青睞。風(fēng)電的裝機(jī)容量在不斷增大,其在電力系統(tǒng)中占的比重也越來越高,由于風(fēng)電集群化的特點(diǎn),風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的接入點(diǎn)逐漸處于弱交流電網(wǎng),系統(tǒng)的安全穩(wěn)定面臨著巨大挑戰(zhàn)。如何提高接入弱交流電網(wǎng)的風(fēng)電系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)小擾動(dòng)的適應(yīng)性,提高風(fēng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性是本課題研究的意義所在。本文以并網(wǎng)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象,分別推導(dǎo)了三相坐標(biāo)系與dq坐標(biāo)系下雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,對(duì)并網(wǎng)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析,提出了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的優(yōu)化控制方法。具體內(nèi)容包括如下方面:首先,介紹了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制原理,在單機(jī)無窮大系統(tǒng)中,從電磁時(shí)間尺度的動(dòng)態(tài)過程出發(fā),忽略較慢的機(jī)電時(shí)間尺度的動(dòng)態(tài),認(rèn)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率為定值�？紤]了有功功率環(huán)、直流電壓環(huán)、機(jī)側(cè)端電壓環(huán)和鎖相環(huán)的對(duì)系統(tǒng)的控制作用,建立了線性化的小信號(hào)模型。作為電網(wǎng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的連接元件,對(duì)鎖相環(huán)的工作原理做了詳細(xì)的介紹,并建立了詳細(xì)模型。通過和詳細(xì)模型的仿真分析比較驗(yàn)證了提出的線性化的小信號(hào)模型的合理性。然后,基于提出的線性化的小信號(hào)模型,從有功功率環(huán)、鎖相環(huán)、直流電壓環(huán)和機(jī)側(cè)端電壓環(huán)四個(gè)控制環(huán)方面運(yùn)用特征值分析法分析了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性問題。根據(jù)不同電網(wǎng)強(qiáng)度下系統(tǒng)根軌跡的變化趨勢(shì)分析給出了系統(tǒng)的主導(dǎo)特征值,并分析給出了這四個(gè)控制環(huán)在弱交流電網(wǎng)下對(duì)主導(dǎo)模式的影響情況。根據(jù)并網(wǎng)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)阻尼比隨短路比的變化趨勢(shì)建議給出了并網(wǎng)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的強(qiáng)弱電網(wǎng)分界點(diǎn)。最后,以各控制環(huán)參數(shù)和虛擬母線電壓為研究對(duì)象,討論了控制環(huán)參數(shù)優(yōu)化值的選取和虛擬母線電壓優(yōu)化控制法相關(guān)系數(shù)的取值范圍。從鎖相環(huán)控制參數(shù)優(yōu)化、直流電壓環(huán)控制參數(shù)優(yōu)化和端電壓環(huán)控制參數(shù)優(yōu)化三個(gè)方面討論分析各控制參數(shù)的設(shè)計(jì)。從雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的接入點(diǎn)來優(yōu)化考慮,提出一種虛擬母線電壓優(yōu)化控制方法,通過小信號(hào)模型驗(yàn)證了該優(yōu)化控制方法的有效性。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM614

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本文編號(hào)：2822621