本文關(guān)鍵詞：雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)的次同步控制相互作用問(wèn)題研究

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【摘要】：當(dāng)今的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)的應(yīng)用十分廣泛。隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大,為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,大規(guī)模風(fēng)電送出時(shí)經(jīng)常采用串聯(lián)電容補(bǔ)償線路(簡(jiǎn)稱串補(bǔ)線路),以增加線路傳輸功率、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。按照相互作用的對(duì)象不同,風(fēng)電機(jī)組的次同步振蕩(Subsynchronous Oscillation,SSO)問(wèn)題有3種類型,分別是次同步諧振(Sub-synchronous Resonance,SSR),指的是風(fēng)電機(jī)組軸系與固定串補(bǔ)之間的相互作用;裝置引起的次同步振蕩(Sub-synchronous Torsional Interaction,SSTI),主要是指風(fēng)電機(jī)組控制器或者相鄰的FACTS裝置控制器與風(fēng)電機(jī)組軸系之間的作用;次同步控制相互作用(Sub-synchronous Control Interaction,SSCI),這類是指由風(fēng)電機(jī)組控制器與固定串補(bǔ)之間的相互作用引發(fā)的次同步振蕩。SSCI是隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展而出現(xiàn)的一種新的次同步振蕩現(xiàn)象,2009年在美國(guó)第一次發(fā)生并造成風(fēng)電機(jī)組的損壞。首先,運(yùn)用小信號(hào)分析法分析SSCI,針對(duì)DFIG經(jīng)固定串補(bǔ)輸出的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng),建立了三質(zhì)量塊數(shù)學(xué)模型、感應(yīng)電機(jī)五階數(shù)學(xué)模型、變頻器數(shù)學(xué)模型,以及電網(wǎng)輸電線路的數(shù)學(xué)模型。采用特征值分析法分析系統(tǒng)的振蕩模式,引入相關(guān)因子定量表示系統(tǒng)狀態(tài)變量在所有振蕩模式中的相關(guān)性大小。最后得出發(fā)生SSCI的誘因是固定串補(bǔ)與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的相互作用。其次,在PSCAD仿真平臺(tái)中建立了詳細(xì)的受控源等效變頻器DFIG并網(wǎng)模型,并對(duì)等效模型的正確性進(jìn)行仿真驗(yàn)證。結(jié)合時(shí)域仿真實(shí)現(xiàn)的復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法——測(cè)試信號(hào)法,分析轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制參數(shù)、輸電線路串補(bǔ)度以及線路電阻對(duì)SSCI的影響。研究結(jié)果表明:轉(zhuǎn)子側(cè)變流控制器內(nèi)環(huán)比例增益的增大、轉(zhuǎn)子側(cè)變流控制器積分時(shí)間常數(shù)的減小、串補(bǔ)度的增加以及線路電阻的減小都會(huì)助增SSCI,轉(zhuǎn)子側(cè)變流控制器外環(huán)比例增益和積分時(shí)間常數(shù)對(duì)SSCI影響不大。然后,利用PSCAD仿真平臺(tái)中建立的詳細(xì)的受控源等效變頻器DFIG并網(wǎng)模型,采用時(shí)域仿真法分析上述參數(shù)對(duì)SSCI的影響。研究結(jié)果與復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法所得結(jié)論一致。最后,參考對(duì)傳統(tǒng)火電機(jī)組次同步振蕩的抑制措施,鑒于DFIG本身的控制方式,通過(guò)改進(jìn)DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的控制策略,在功率的控制外環(huán)中附加阻尼控制環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)附加功率控制的次同步阻尼控制器(sub-synchronous damping controller,SSDC)來(lái)抑制SSCI,通過(guò)對(duì)功率的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)作用,增強(qiáng)DFIG所提供的電氣阻尼,進(jìn)而達(dá)到抑制SSCI的目的。并運(yùn)用時(shí)域仿真驗(yàn)證了SSDC的抑制效果。
【關(guān)鍵詞】：雙饋風(fēng)電機(jī)組 串補(bǔ)線路 次同步控制相互作用 小信號(hào)法 復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法 混合附加次同步阻尼控制器
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 課題研究背景及意義12-14
• 1.2 課題研究動(dòng)態(tài)14-21
• 1.2.2 各種類型風(fēng)電機(jī)組的SSCI特性14-16
• 1.2.3 SSCI發(fā)生的機(jī)理與特性16-18
• 1.2.4 SSCI問(wèn)題的研究方法18-19
• 1.2.5 抑制SSCI的措施19-21
• 1.3 本文的主要工作21-22
• 第2章 并網(wǎng)雙饋風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型22-42
• 2.1 引言22-23
• 2.2 機(jī)組軸系的數(shù)學(xué)模型23-27
• 2.2.1 軸系的運(yùn)動(dòng)方程23-24
• 2.2.2 標(biāo)幺值表示的軸系狀態(tài)空間方程24-27
• 2.3 感應(yīng)發(fā)電機(jī)五階模型27-30
• 2.4 雙饋風(fēng)電機(jī)組變頻器模型30-36
• 2.4.1 變頻器直流部分模型30-32
• 2.4.2 轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器模型32-34
• 2.4.3 定子側(cè)變頻器模型34-36
• 2.4.4 變頻器與電網(wǎng)接口模型36
• 2.5 電網(wǎng)數(shù)學(xué)模型36-41
• 2.5.1 RL線路、無(wú)窮大電源和變壓器模型36-39
• 2.5.2 電容的狀態(tài)空間模型39-40
• 2.5.3 電阻電感電容串聯(lián)輸電線路的狀態(tài)空間模型40-41
• 2.6 本章小結(jié)41-42
• 第3章 雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)模型的特征值分析42-59
• 3.1 引言42
• 3.2 雙饋風(fēng)電機(jī)組在Matlab/simulink中的狀態(tài)模型42-45
• 3.2.1 雙饋風(fēng)電機(jī)組軸系模塊42-43
• 3.2.2 感應(yīng)發(fā)電機(jī)五階模型狀態(tài)空間模塊43-45
• 3.2.3 電網(wǎng)模型的狀態(tài)空間模塊45
• 3.3 DFIG并網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置45-50
• 3.3.1 DFIG并網(wǎng)模型45
• 3.3.2 軸系三質(zhì)量塊模型的參數(shù)計(jì)算45-47
• 3.3.3 感應(yīng)發(fā)電機(jī)模型的參數(shù)計(jì)算47
• 3.3.4 變頻器模型的參數(shù)計(jì)算47-48
• 3.3.5 電網(wǎng)部分的參數(shù)計(jì)算48
• 3.3.6 系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的計(jì)算48-50
• 3.4 特征值計(jì)算結(jié)果50-52
• 3.5 相關(guān)因子計(jì)算結(jié)果52-55
• 3.6 振蕩模式分析55-57
• 3.6.1 高頻振蕩模式55
• 3.6.2 感應(yīng)電機(jī)主導(dǎo)的振蕩模式55
• 3.6.3 RLC串補(bǔ)輸電線路主導(dǎo)的振蕩模式(SSCI)55-56
• 3.6.4 三質(zhì)量塊主導(dǎo)的振蕩模式56-57
• 3.7 本章小結(jié)57-59
• 第4章 DFIG次同步振蕩阻尼特性與抑制策略59-76
• 4.1 引言59
• 4.2 換流器的等效模型59-63
• 4.2.1 等效原理59-60
• 4.2.2 模型驗(yàn)證60-62
• 4.2.3 兩種模型暫態(tài)響應(yīng)對(duì)比62-63
• 4.3 DFIG的次同步振蕩阻尼特性63-68
• 4.3.1 分析方法63-64
• 4.3.2 SSCI的特性分析64-68
• 4.4 時(shí)域仿真法分析系統(tǒng)SSCI特性68-71
• 4.5 SSCI抑制策略71-74
• 4.5.1 原理71-72
• 4.5.2 參數(shù)整定72-73
• 4.5.3 驗(yàn)證73-74
• 4.6 本章小結(jié)74-76
• 第5章 結(jié)論與展望76-78
• 5.1 結(jié)論76-77
• 5.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果82-83
• 致謝83

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡云花,趙書(shū)強(qiáng),馬燕峰,黃常抒;電力系統(tǒng)低頻振蕩和次同步振蕩統(tǒng)一模型阻尼分析[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2005年07期

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3 伍凌云;李興源;孫衢;楊煜;洪潮;晁劍;康鵬;;時(shí)域和頻域相結(jié)合的次同步振蕩分析方法[J];中國(guó)電力;2007年05期

4 劉海洋;李興源;徐大鵬;;基于小波分析的次同步振蕩檢測(cè)研究[J];四川電力技術(shù);2008年01期

5 張曉光;;電力系統(tǒng)次同步振蕩理論分析及仿真軟件應(yīng)用[J];東北電力技術(shù);2008年05期

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8 劉，

本文編號(hào)：905254