双馈异步发电机系统阻抗建模及稳定性分析

发布时间：2017-05-11 22:05

  本文关键词：双馈异步发电机系统阻抗建模及稳定性分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了应对能源危机和环境污染问题,风力发电作为一种清洁、可持续的能量来源,正在全球范围内被大规模应用。大规模风电并网设备与非理想弱电网之间相互耦合,使并网系统产生谐振或不稳定,威胁电网电能质量。对于因系统互联而引起的不稳定问题,阻抗稳定性分析法可以准确分析不稳定产生的原因以及可能发生谐振的频率范围,为并网系统稳定性提供解决思路。基于双馈异步发电机(DFIG)的风力发电系统目前在风电中应用最广泛,其并网结构同时包含电机定子侧和逆变器,能代表大部分新能源并网结构,因而有非常重要的研究意义。本文以双馈异步发电机系统为研究对象,根据互联系统阻抗稳定性分析理论,研究了双馈异步电机的输出阻抗建模和并网系统稳定性。1.利用谐波线性化方法,在正、负序下分别建立了DFIG系统中网侧逆变器输出阻抗解析模型。在阻抗建模中考虑了系统的电路结构、额定工作点、锁相环、电流调节器以及可能出现的滤波电感和并网点电压不平衡在解析模型中的作用,并深入分析了此类因素对输出阻抗特性的影响。2.考虑电机结构、工作点、锁相环、电流调节器在阻抗特性中的作用,建立DFIG定子侧输出阻抗解析模型。根据DFIG系统阻抗与定子侧、网侧逆变器的关系,推导并验证了DFIG系统整体输出阻抗模型。3.根据阻抗稳定性分析方法和所建立的阻抗解析模型,分别分析了逆变器并网系统、DFIG定子侧并网系统、DFIG并网系统在弱电网下的系统稳定性,研究了不同电网阻抗和不同系统控制参数对并网系统稳定性的影响。通过实验分析验证了不平衡时广义阻抗稳定性分析方法,并讨论了不平衡对系统稳定性的改变。
【关键词】：阻抗稳定性分析 谐波线性化 阻抗建模 双馈异步发电机 网侧逆变器 弱电网 不平衡
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM31
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 新能源发展现状以及电网特性10-12
• 1.2 风电技术的现状12-13
• 1.3 阻抗稳定性分析及应用13-16
• 1.4 双馈风力发电机(DFIG)基本模型及阻抗概念16-18
• 1.5 本文研究内容18-19
• 第2章 网侧逆变器阻抗建模19-44
• 2.1 阻抗建模基本思路19
• 2.2 网侧逆变器基本电路及控制结构19-22
• 2.3 锁相环谐波线性化22-26
• 2.4 电流调节器26-31
• 2.5 网侧逆变器阻抗解析表达式31-34
• 2.6 网侧逆变器阻抗模型验证及特性分析34-43
• 2.7 本章小结43-44
• 第3章 DFIG定子侧阻抗建模44-61
• 3.1 DFIG定子侧基本电路及控制结构44-47
• 3.2 锁相环及转子电流调节器47-50
• 3.3 频率折算及阻抗解析表达式50-52
• 3.4 定子侧阻抗解析模型验证及特性分析52-56
• 3.5 双馈异步电机系统输出阻抗56-60
• 3.6 本章小结60-61
• 第4章 系统阻抗稳定性分析61-96
• 4.1 阻抗稳定性分析理论基础61-64
• 4.2 逆变器并网系统阻抗稳定性分析64-80
• 4.3 DFIG定子侧并网系统阻抗稳定性分析80-86
• 4.4 DFIG并网系统阻抗稳定性分析86-90
• 4.5 不平衡工况下逆变器并网系统阻抗稳定性分析90-95
• 4.6 本章小结95-96
• 第5章 总结及展望96-98
• 5.1 本文总结96-97
• 5.2 后续工作展望97-98
• 参考文献98-103
• 攻读硕士学位期间获得成果103

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本文编号：358146