本文關(guān)鍵詞：雙饋風(fēng)電場經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)引起的次同步振蕩分析與抑制

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【摘要】：風(fēng)能是一種可再生清潔能源,風(fēng)力發(fā)電已成為目前新能源發(fā)電技術(shù)中最成熟、規(guī)模最大、商業(yè)化發(fā)展最好的發(fā)電方式。由于風(fēng)電場大多數(shù)處于偏遠(yuǎn)地區(qū),遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,為了將大規(guī)模風(fēng)電傳輸?shù)截?fù)荷中心,需要采取串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)。但是,串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)可能會(huì)誘發(fā)次同步振蕩問題,影響風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。本文針對(duì)雙饋風(fēng)電場經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)引起的次同步振蕩進(jìn)行了分析,主要內(nèi)容如下：首先,對(duì)風(fēng)力機(jī)、雙饋異步發(fā)電機(jī)、雙PWM變換器及其控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了全面的研究。在此基礎(chǔ)上建立了用于次同步振蕩特征值分析的研究系統(tǒng)模型,該模型基于IEEE第一標(biāo)準(zhǔn)模型。形成全系統(tǒng)的狀態(tài)方程,推導(dǎo)出了該系統(tǒng)的線性化小信號(hào)模型,推導(dǎo)過程中給出了所有代數(shù)變量的約束方程,對(duì)模型的描述更精確。在MATLAB/Simulink軟件中編寫程序,計(jì)算特征值。其次,通過特征值分析,對(duì)異步發(fā)電機(jī)效應(yīng)和次同步控制相互作用進(jìn)行了深入研究。分別分析了串補(bǔ)度和風(fēng)速變化對(duì)電網(wǎng)模式和扭振模式的影響。對(duì)于次同步控制相互作用,分析了轉(zhuǎn)子側(cè)變換器電流內(nèi)環(huán)控制比例系數(shù)和功率外環(huán)控制比例系數(shù)對(duì)電網(wǎng)模式的影響,并對(duì)其影響程度進(jìn)行比較,得出電網(wǎng)模式對(duì)電流內(nèi)環(huán)控制參數(shù)的變化更為敏感。因此,電流內(nèi)環(huán)控制參數(shù)對(duì)次同步控制相互作用(SSCI)的影響較大。在實(shí)際工程中,對(duì)電流內(nèi)環(huán)控制參數(shù)的調(diào)制顯得尤為重要。再次,以電力系統(tǒng)仿真軟件DigSILENT/Power Factory為平臺(tái),建立了完整的雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真模型,對(duì)風(fēng)電場經(jīng)串補(bǔ)引起的次同步振蕩進(jìn)行時(shí)域仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了特征值分析結(jié)果的正確性。最后,在用于次同步振蕩分析的模型基礎(chǔ)上,增加了SVC環(huán)節(jié),用于抑制次同步振蕩。對(duì)該SVC設(shè)計(jì)了附加次同步振蕩阻尼控制器環(huán)節(jié),并在DigSILENT/Power Factory仿真軟件搭建模型進(jìn)行仿真來驗(yàn)證其抑制效果。仿真結(jié)果表明,附加次同步阻尼控制器的SVC能有效抑制次同步振蕩,并且較大容量的SVC能有效的增強(qiáng)其抑制次同步振蕩的能力。
【關(guān)鍵詞】：次同步振蕩 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī) 串聯(lián)補(bǔ)償 特征值分析 靜止無功補(bǔ)償器
【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)】：TM712;TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 次同步振蕩現(xiàn)象的基本類型10-12
• 1.2.2 大規(guī)模風(fēng)電外送存在的次同步振蕩問題12
• 1.2.3 次同步振蕩的常見分析方法12-13
• 1.2.4 次同步振蕩的抑制方法13-15
• 1.3 本文的主要工作15-16
• 第2章 雙饋風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)模型16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 空氣動(dòng)力學(xué)模型16-18
• 2.3 風(fēng)力機(jī)軸系模型18-20
• 2.4 槳距角控制系統(tǒng)模型20-21
• 2.5 饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)模型21-24
• 2.5.1 坐標(biāo)系變換21-23
• 2.5.2 任意速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的DFIG數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.6 變換器控制系統(tǒng)模型24-26
• 2.6.1 轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器控制模型24-25
• 2.6.2 網(wǎng)側(cè)PWM變換器控制模型25-26
• 2.7 本章小結(jié)26-27
• 第3章 雙饋風(fēng)電場次同步振蕩特征值分析與仿真驗(yàn)證27-50
• 3.1 引言27
• 3.2 小干擾分析的基本理論27-28
• 3.3 大型風(fēng)電場的等值模型28-29
• 3.4 狀態(tài)方程的形成29-35
• 3.4.1 軸系模型狀態(tài)方程30-31
• 3.4.2 感應(yīng)發(fā)電機(jī)模型狀態(tài)方程31
• 3.4.3 轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器控制系統(tǒng)狀態(tài)方程31-33
• 3.4.4 直流環(huán)節(jié)電容模型狀態(tài)方程33-34
• 3.4.5 線路和串補(bǔ)模型狀態(tài)方程34-35
• 3.5 特征值分析結(jié)果與仿真驗(yàn)證35-48
• 3.5.1 串補(bǔ)度影響分析36-41
• 3.5.2 風(fēng)速影響分析41-43
• 3.5.3 風(fēng)電場轉(zhuǎn)子側(cè)變換器控制參數(shù)影響分析43-48
• 3.6 本章小結(jié)48-50
• 第4章 基于SVC的風(fēng)電場次同步振蕩抑制50-57
• 4.1 引言50
• 4.2 SVC抑制次同步振蕩基本理論50-54
• 4.2.1 SVC基本工作原理50-51
• 4.2.2 SVC抑制次同步振蕩工作原理51-53
• 4.2.3 SVC附加次同步振蕩的阻尼控制策略53-54
• 4.3 SVC抑制次同步振蕩仿真驗(yàn)證54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第5章 結(jié)論與展望57-59
• 5.1 結(jié)論57-58
• 5.2 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果63-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張帆;徐政;;采用SVC抑制發(fā)電機(jī)次同步諧振的理論與實(shí)踐[J];高電壓技術(shù);2007年03期

2 晏小彬;劉天琪;李興源;湯凡;;大型風(fēng)電場次同步諧振分析[J];華東電力;2012年08期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張帆;電力系統(tǒng)次同步振蕩抑制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：927926