【摘要】：隨著環(huán)境問題和能源危機(jī)日益嚴(yán)峻,充分發(fā)展和利用可再生能源已經(jīng)成為全球的共同目標(biāo)。但是隨著風(fēng)電、光伏等間歇性電源在電網(wǎng)中的占比不斷加大,隨之而來的新能源功率波動(dòng)、新能源并網(wǎng)棄風(fēng)棄光問題也日益突出,電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行和頻率控制面臨巨大的挑戰(zhàn)。因此,電網(wǎng)需配置大容量的抽水蓄能電站以參與系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻,保障電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定。然而,傳統(tǒng)的抽水蓄能電站主要采用同步電機(jī),具有運(yùn)行效率低、響應(yīng)速度較慢等缺點(diǎn)。與之相較,本文中變速抽水蓄能機(jī)組采用雙饋感應(yīng)電機(jī),能夠在額定轉(zhuǎn)速附近的一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級變速運(yùn)行,機(jī)組的運(yùn)行效率得以提升,同時(shí)較快參與系統(tǒng)調(diào)節(jié),增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文首先闡述了雙饋?zhàn)兯俪樗钅軝C(jī)組的工作原理,分別針對雙饋感應(yīng)電機(jī)、可逆式水泵水輪機(jī)及其調(diào)速器和變頻器建立數(shù)學(xué)模型。其中重點(diǎn)分析其轉(zhuǎn)差靜穩(wěn)特性、功角靜穩(wěn)特性、功率因數(shù)特性以及不同運(yùn)行工況下的能量流動(dòng)方向,為之后的建模奠定了理論基礎(chǔ)。其次,介紹了雙饋?zhàn)兯俪樗钅軝C(jī)組網(wǎng)側(cè)變頻器和轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的控制策略。同時(shí)為了提高機(jī)組的運(yùn)行效率,基于機(jī)組的最優(yōu)運(yùn)行曲線,根據(jù)當(dāng)前實(shí)測的功率指令和水頭值,計(jì)算得到機(jī)組的最優(yōu)轉(zhuǎn)速和最佳導(dǎo)葉開度,并提出勵(lì)磁系統(tǒng)與調(diào)速系統(tǒng)配合的機(jī)電協(xié)調(diào)控制策略,對機(jī)組運(yùn)行效率進(jìn)行優(yōu)化。最后,為了實(shí)現(xiàn)對雙饋?zhàn)兯俪樗钅軝C(jī)組轉(zhuǎn)子位置的準(zhǔn)確觀測和實(shí)時(shí)跟蹤,提出一種基于電氣量的轉(zhuǎn)子觀測方法;考慮到設(shè)備的運(yùn)行安全,基于雙饋感應(yīng)電機(jī)的功率極限圖,提出勵(lì)磁系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)控制策略,建立了勵(lì)磁輔助限制控制方法,并分析了勵(lì)磁系統(tǒng)控制器參數(shù)對小干擾穩(wěn)定性的影響。
【圖文】：

常規(guī)抽水蓄能機(jī)組模型

圖 3- 8 雙饋?zhàn)兯俪樗钅軝C(jī)組模型常規(guī)抽水蓄能機(jī)組和雙饋?zhàn)兯俪樗钅軝C(jī)組的仿真參數(shù)如表 3- 1、表 3- 2示。表 3- 1 常規(guī)機(jī)組和變速機(jī)組參數(shù)表參數(shù) 數(shù)值
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TV743

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本文編號：2648206