并网双馈风力发电系统数学建模与小信号稳定性分析

发布时间：2020-05-20 21:06

【摘要】：随着传统资源的环境破坏与日益匮乏,全面发展清洁、环保、可再生能源成为风电事业的重要契机。当前诸多风电场应用的风力发电机为双馈风力发电机组,风速产生的功率波动以及各种动态响应对双馈电机的电压幅值、频率、电能质量以及输出功率等产生了深入影响。本文针对双馈风力发电机组(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)建立数学模型并开展并网研究,基于小信号模型深入探讨DFIG系统的稳定性研究。首先针对本文研究对象DFIG的基本原理进行了介绍,并建立了其基本数学模型及动态数学模型。其次对双馈风力发电系统当今主要应用的几种控制策略进行了探讨,主要包含最大功率跟踪系统、变换器控制系统等,完成了双馈风力发电机组的数学模型的建立和控制系统的分析。接着,为了提高系统并网稳定性,利用小信号建模分析了双馈风力发电系统的稳定性。通过在d-q坐标系下建立了DFIG并网系统较为详细数学模型,对所建立的模型提出进行线性化处理的方法来得到总体小信号模型。该总体小信号模型利用DFIG并网系统特征矩阵,采用特征值分析法,计算出DFIG并网系统稳态特征值、参与因子及其参与度,判断出并网系统的稳定性及阻尼特性。并通过选取了DFIG并网系统中部分典型电气参数来研究其对并网系统稳定性能的影响。最后,本文通过建立DFIG并网系统仿真模型,验证了DFIG并网系统的控制策略以及小信号分析的正确性。
【图文】：

与pC的关系曲线图

变桨距风力机性能曲线
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM614;TM712

【参考文献】

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本文编号：2673202