本文關鍵詞：電網(wǎng)頻率波動下雙饋風電機組響應特性及控制方法研究

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【摘要】：近年來,各國都加大了對新能源的開發(fā)和利用,風力發(fā)電技術在實際生產(chǎn)中得到了迅速發(fā)展及廣泛應用。其中,以變速恒頻雙饋異步風力發(fā)電機(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)機型發(fā)展最迅速。隨著風電并網(wǎng)規(guī)模不斷提高,常規(guī)發(fā)電機組所占比例逐步下降,系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)能力必然受到影響。因此風力發(fā)電機參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)的研究逐步成為了近年熱點。本文主要針對電網(wǎng)頻率波動下DFIG響應特性及控制方法展開研究,建立DFIG參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)的新方法。主要研究工作如下:本文在分析了課題的研究背景意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎上,首先分析了DFIG風力發(fā)電系統(tǒng)的結構及工作原理,研究了電網(wǎng)頻率恒定時風力機和DFIG的數(shù)學模型及運行控制策略,運用受控電壓源代替網(wǎng)側(cè)與轉(zhuǎn)子側(cè)脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulated,PWM)變換器;構建了最大風能追蹤控制,通過MATLAB/Simulink仿真驗證了所建DFIG風電系統(tǒng)模型的正確性和最大風能追蹤控制技術的有效性。其次,對電網(wǎng)頻率波動時DFIG響應特性展開研究。第一步建立了普通異步電機穩(wěn)態(tài)等效電路和動態(tài)模型,分別繪制了電網(wǎng)頻率波動與響應特性的三維立體圖及其動態(tài)仿真圖,說明了普通異步電機對于電網(wǎng)頻率波動的響應效果。第二步對電網(wǎng)頻率波動下DFIG的響應特性進行動態(tài)仿真,深入分析了DFIG的頻率響應特性。最后,對DFIG模型進行簡化,構建了含DFIG的單區(qū)域電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制(Automatic Generation Control,AGC)動態(tài)模型,改進了DFIG參與系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)方法,稱為協(xié)調(diào)控制方法,分析了電力系統(tǒng)中各個控制器參數(shù)對于系統(tǒng)的頻率影響。在不同風速以及不同風電滲透率下驗證了協(xié)調(diào)控制方式的有效性。之后,構建了含DFIG的雙區(qū)域電力系統(tǒng)AGC動態(tài)模型,在兩區(qū)域不同風電滲透率下,通過系統(tǒng)突增負荷與突減負荷兩種情況,對協(xié)調(diào)控制方法在兩區(qū)域間調(diào)頻進行了仿真分析,通過仿真驗證了協(xié)調(diào)控制方法的可行性和有效性。
【關鍵詞】：風力發(fā)電 雙饋異步發(fā)電機 電網(wǎng)頻率波動 頻率調(diào)節(jié) 協(xié)調(diào)控制 風電滲透率
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 風力發(fā)電技術11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 電網(wǎng)頻率波動下DFIG響應特性研究現(xiàn)狀13
• 1.3.2 DFIG調(diào)頻控制方法研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 電網(wǎng)頻率恒定時DFIG的建模與控制18-34
• 2.1 雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)結構18-19
• 2.2 雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)建模19-21
• 2.2.1 風力機數(shù)學模型19-20
• 2.2.2 雙饋異步風力發(fā)電機的數(shù)學模型20-21
• 2.3 DFIG系統(tǒng)運行控制21-28
• 2.3.1 網(wǎng)側(cè)PWM變換器及其控制22-24
• 2.3.2 轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器及其控制24-27
• 2.3.3 中間直流環(huán)節(jié)27-28
• 2.4 最大風能追蹤控制原理28-29
• 2.5 DFIG仿真分析29-33
• 2.6 本章小結33-34
• 第3章 電網(wǎng)頻率波動下DFIG響應特性分析34-48
• 3.1 電網(wǎng)頻率波動的基本問題34
• 3.2 電網(wǎng)頻率波動下普通異步電機響應特性分析34-41
• 3.2.1 電網(wǎng)頻率波動下穩(wěn)態(tài)電路仿真36-37
• 3.2.2 電網(wǎng)頻率波動下動態(tài)仿真37-41
• 3.3 電網(wǎng)頻率波動下DFIG響應特性動態(tài)仿真41-46
• 3.4 本章小結46-48
• 第4章 含DFIG的單區(qū)域電力系統(tǒng)調(diào)頻控制48-70
• 4.1 單區(qū)域電力系統(tǒng)與DFIG模型簡化48-52
• 4.1.1 電力系統(tǒng)AGC動態(tài)模型49-50
• 4.1.2 DFIG模型簡化50-52
• 4.2 DFIG協(xié)調(diào)控制方法52-56
• 4.2.1 附加頻率控制環(huán)節(jié)52-53
• 4.2.2 槳距角控制環(huán)節(jié)53-56
• 4.3 含DFIG的單區(qū)域動態(tài)調(diào)頻模型56-58
• 4.4 調(diào)頻控制環(huán)節(jié)參數(shù)分析58-60
• 4.4.1 汽輪發(fā)電機參數(shù)對系統(tǒng)調(diào)頻影響58-60
• 4.4.2 附加頻率控制環(huán)節(jié)參數(shù)對系統(tǒng)調(diào)頻影響60
• 4.5 含DFIG的電力系統(tǒng)AGC動態(tài)仿真分析60-69
• 4.5.1 不同風速下DFIG調(diào)頻動態(tài)仿真61-65
• 4.5.2 不同風電滲透率下常規(guī)機組及DFIG調(diào)頻方法仿真65-69
• 4.6 本章小結69-70
• 第5章 含DFIG的兩區(qū)域電力系統(tǒng)調(diào)頻控制70-89
• 5.1 兩區(qū)域電力系統(tǒng)71
• 5.2 含DFIG的頻率調(diào)整動態(tài)模型71-75
• 5.3 不同滲透率下DFIG調(diào)頻仿真75-87
• 5.3.1 系統(tǒng)突增負荷時DFIG調(diào)頻仿真76-82
• 5.3.2 系統(tǒng)突減負荷時DFIG調(diào)頻仿真82-87
• 5.4 本章小結87-89
• 結論89-91
• 參考文獻91-96
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果96-97
• 致謝97-98
• 作者簡介98

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 劉其輝;謝孟麗;;雙饋式變速恒頻風力發(fā)電機的空載及負載并網(wǎng)策略[J];電工技術學報;2012年10期

2 宋新立;王成山;仲悟之;湯涌;卓峻峰;吳國e，

本文編號：694456