本文關(guān)鍵詞：異步風力發(fā)電系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性分析的數(shù)學模型及其應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《重慶大學》 2008年

并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組的暫態(tài)穩(wěn)定性研究

趙斌  

【摘要】： 隨著世界能源的日益緊張和人們對環(huán)境問題的重視,風力發(fā)電技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。隨著大規(guī)模風電場的規(guī)劃和建設(shè),風電在電力系統(tǒng)中的比重逐步增加,風電接入對電力系統(tǒng)的影響也隨之加大。因此深入研究風電機組并入輸電網(wǎng)后的機組暫態(tài)行為,已成為目前國內(nèi)外研究的熱點問題,特別是在風力機組暫態(tài)穩(wěn)定性方面,如并網(wǎng)風力發(fā)電機組的暫態(tài)穩(wěn)定性機理、暫態(tài)建模和暫態(tài)穩(wěn)定性分析方法等。 本文以并網(wǎng)籠型異步風力發(fā)電機組為研究對象。首先,在對比分析異步發(fā)電機與同步發(fā)電機暫態(tài)穩(wěn)定性差異的基礎(chǔ)上,深入研究了并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組的暫態(tài)穩(wěn)定性機理。其次,從風力機軸系模型和異步發(fā)電機暫態(tài)模型角度,對比分析了采用多種風力發(fā)電機組組合模型時機組在機械擾動和電網(wǎng)故障擾動下的暫態(tài)過程,從而研究適合并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組暫態(tài)穩(wěn)定性分析的模型。在此基礎(chǔ)上,進一步深入分析風力機組各個參數(shù)對并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。以及首次提出了一種考慮風力機葉片彎曲柔性和傳動軸扭轉(zhuǎn)柔性的風力機等效三個質(zhì)量塊模型,并分析葉片柔性對機組暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。再次,在分析現(xiàn)有提高機組暫態(tài)穩(wěn)定性的各種控制策略的基礎(chǔ)上,提出了一種考慮風力機軸系柔性影響的風力機變槳距控制策略,并對比分析了各種控制策略對提高機組暫態(tài)穩(wěn)定性的效果。最后,從機組暫態(tài)穩(wěn)定性直接法分析基礎(chǔ)上,首次提出了一種基于非線性動力系統(tǒng)穩(wěn)定域邊界理論的Normal Form(規(guī)范型)方法求取并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組臨界故障切除時間的計算模型,并對其計算結(jié)果進行了比較分析。 本文得到的并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組暫態(tài)模型,提高機組暫態(tài)穩(wěn)定性的措施以及暫態(tài)穩(wěn)定性評價方法,將為含并網(wǎng)大容量風電場的電力系統(tǒng)暫態(tài)分析提供理論基礎(chǔ)以及決策支持。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TM315
【目錄】：

摘要4-5

ABSTRACT5-10

1 緒論10-16

1.1 引言10-12

1.2 并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組的暫態(tài)穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀12-14

1.2.1 暫態(tài)穩(wěn)定性機理研究12

1.2.2 暫態(tài)模型研究12-13

1.2.3 控制策略研究13-14

1.2.4 暫態(tài)穩(wěn)定性評估方法研究14

1.3 本文的研究內(nèi)容14-16

2 并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組的暫態(tài)穩(wěn)定性機理研究16-24

2.1 引言16

2.2 同步發(fā)電機的暫態(tài)穩(wěn)定性描述16-17

2.3 異步發(fā)電機的暫態(tài)穩(wěn)定性機理17-19

2.4 仿真對比分析19-21

2.4.1 機械擾動下暫態(tài)行為仿真19-20

2.4.2 機端三相短路故障下暫態(tài)行為仿真20-21

2.5 考慮風力機柔性連接時異步風力發(fā)電機組暫態(tài)穩(wěn)定性分析21-22

2.6 小結(jié)22-24

3 并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組暫態(tài)模型分析24-38

3.1 引言24

3.2 風力機等效模型24-30

3.2.1 風能捕獲及輸出轉(zhuǎn)矩特性24-27

3.2 3 機械傳動鏈模型27-30

3.3 異步發(fā)電機暫態(tài)模型30-34

3.3.1 ABC/abc 坐標系下發(fā)電機模型30-31

3.3.2 d/q 同步旋轉(zhuǎn)坐標系下發(fā)電機模型31-33

3.3.3 電磁暫態(tài)模型33-34

3.4 風力發(fā)電機組不同模型時的暫態(tài)行為比較研究34-37

3.5 小結(jié)37-38

4 機組參數(shù)對并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組暫態(tài)穩(wěn)定性影響研究38-51

4.1 引言38

4.2 機組參數(shù)對風電機組暫態(tài)穩(wěn)定性的影響研究38-41

4.2.1 慣性時間常數(shù)38-40

4.2.2 傳動軸剛度系數(shù)40

4.2.3 輸入機械轉(zhuǎn)矩40-41

4.3 葉片柔性對機組暫態(tài)穩(wěn)定性的影響分析41-50

4.3.1 考慮葉片柔性的風力機等效建模41-42

4.3.2 暫態(tài)行為仿真分析42-47

4.3.3 葉片柔性和折斷點位置對風電機組暫態(tài)穩(wěn)定性影響47-50

4.4 小結(jié)50-51

5 提高并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組暫態(tài)穩(wěn)定性的控制策略研究51-62

5.1 引言51-52

5.2 不同控制措施的原理分析52-53

5.3 考慮風力機傳動軸系柔性時的一種改進變槳距控制策略53-56

5.3.1 典型槳距控制策略分析53-54

5.3.2 考慮軸系柔性的變槳距控制策略54-55

5.3.3 仿真分析55-56

5.4 動態(tài)制動電阻方式研究56-59

5.4.1 SDBR 與PDBR 方式比較分析56-57

5.4.2 SDBR 切入切出時間分析57-58

5.4.3 SDBR 與STATCOM 方式的比較分析58-59

5.5 混合控制研究59-60

5.6 小結(jié)60-62

6 基于Normal Form 變換的機組暫態(tài)穩(wěn)定性評估方法研究62-68

6.1 引言62

6.2 基于非線性動力系統(tǒng)的穩(wěn)定域邊界理論62-63

6.3 并網(wǎng)異步風力發(fā)電機組動態(tài)模型63-64

6.4 Normal Form 變換64-65

6.5 臨界切除時間CCT 的計算65-66

6.6 計算CCT 的步驟66

6.7 算例分析66-67

6.8 小結(jié)67-68

7 結(jié)論與展望68-70

致謝70-71

參考文獻71-74

附錄 A74-75

附錄 B75-77

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8 張小科;風力發(fā)電機組振動在線監(jiān)測及故障診斷[D];華北電力大學（北京）;2011年

9 吳建明;雙饋風力發(fā)電機組及其低電壓穿越技術(shù)研究[D];內(nèi)蒙古科技大學;2011年

10 鄭平;20kW風力發(fā)電機組的最大功率追蹤控制[D];北京化工大學;2010年

  本文關(guān)鍵詞：異步風力發(fā)電系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性分析的數(shù)學模型及其應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：245580