直驱风机-弱交流系统次同步振荡分析方法研究
发布时间：2023-06-01 20:19
风电并网弱交流系统有可能引发次同步振荡问题。2015年7月新疆哈密山北及2017年9月新疆烟墩景峡为代表的次同步振荡事件表明,风电次同步振荡问题会危害新能源场站设备安全、威胁系统的安全稳定以及影响新能源消纳。同时,风电变流控制系统具有多个快速响应的控制环节,其引发的次同步振荡问题与火电机组轴系相关的传统次同步振荡问题存在本质差异。论文针对新疆永磁直驱风机-弱交流系统次同步振荡的典型场景,系统开展次同步振荡风险初筛与稳定性分析方法研究,论文的主要工作及创新点如下:(1)提出了适用于并网大型风场次同步振荡风险初筛的聚合短路比计算方法。分析总结了常规短路比在实际风场次同步振荡风险分析时存在的问题,进一步提出了一种计及多风场因素的聚合短路比计算方法,给出了相应的计算公式,采用实际电网数据计算结果表明,提出的方法能够反应风机台数、网架情况以及控制系统对次同步振荡风险的影响,为快速筛选并网风电场次同步振荡风险、选择高风险区域进行精细化稳定性分析和控制提供了理论依据。(2)揭示了风电汇集区域多次/超同步频率分量产生机理,并提出了不同频率分量信号幅值计算方法。论文推导出当控制系统各环节馈入次同步频率分...
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 次同步振荡风险初筛方法研究现状
1.2.2 次同步振荡分析方法研究现状
1.2.3 次同步振荡参数优化方法研究现状
1.2.4 存在问题分析
1.3 论文研究思路及主要工作
1.3.1 论文研究思路
1.3.2 论文主要工作
第2章 基于聚合短路比的大型风场次同步振荡风险分析
2.1 引言
2.2 常规短路比次同步振荡风险初筛存在问题分析
2.2.1 常规短路比的概述
2.2.2 常规短路比在多风场系统的适用性分析
2.3 基于聚合短路比的次同步振荡风险分析
2.3.1 聚合短路比
2.3.2 短路比作用分析
2.3.3 典型系统仿真算例分析
2.4 实际系统仿真算例分析
2.4.1 实际系统短路比计算结果
2.4.2 仿真分析
2.5 实际风场风险初筛
2.6 小结
第3章 基于开环传递函数的多频率分量产生机理分析
3.1 引言
3.2 直驱风机变流控制系统概述
3.3 锁相环对次同步频率分量的响应特性
3.3.1 锁相环工频响应特性
3.3.2 锁相环次同步频率响应特性
3.4 d/q轴控制系统对次同步频率分量的响应特性
3.4.1 母线电流d/q轴分量
3.4.2 d/q轴电压指令值
3.4.3 三相电压指令值
3.5 载波调制环节对次同步频率分量的响应特性
3.5.1 载波调制环节工频响应特性
3.5.2 载波调制环节次同步响应特性
3.6 多次/超同步频率分量产生机理分析
3.7 仿真分析
3.7.1 仿真验证
3.7.2 实际录波对比
3.8 小结
第4章 基于闭环传递函数的次/超同步频率主导分量幅值分析
4.1 引言
4.2 直驱风机并网系统的两输入两输出闭环传递函数构建思路
4.3 两输入两输出闭环传递函数中各环节推导
4.4 两输入两输出闭环传递函数构建
4.4.1 前向传递函数G(s)推导
4.4.2 反向传递函数H(s)推导
4.4.3 典型两输入两输出闭环传递函数计算
4.5 次/超同步频率主导分量幅值计算及影响因素分析
4.5.1 d轴内环比例系数对幅值的影响
4.5.2 交流系统电感对幅值的影响
4.6 仿真验证
4.7 小结
第5章 基于闭环传递函数的次同步振荡稳定性分析
5.1 引言
5.2 控制系统多环节耦合交连对系统动态稳定性的影响概述
5.2.1 理想电网情况下变流控制系统各环节耦合特性
5.2.2 弱交流系统情况下变流控制系统各环节耦合特性
5.3 基于闭环传递函数极点判据的次同步稳定性分析
5.3.1 闭环传递函数极点计算
5.3.2 基于极点判据的多环节对次同步稳定性影响分析
5.4 基于闭环传递函数频域判据的稳定性分析
5.5 仿真验证
5.5.1 各环节影响验证
5.5.2 参数影响验证
5.6 小结
第6章 直驱风机变流控制系统次同步振荡参数稳定域分析
6.1 引言
6.2 直驱风机并网系统及其闭环传递函数概述
6.3 次同步振荡参数稳定域计算流程
6.4 次同步振荡参数稳定域分析
6.4.1 变流控制系统参数稳定域交互影响分析
6.4.2 变流控制系统-交流系统参数稳定域交互影响分析
6.5 仿真验证
6.5.1 变流控制系统参数稳定域交互影响
6.5.2 变流控制系统-交流系统参数稳定域交互影响
6.6 小结
第7章 总结与展望
7.1 论文工作总结
7.2 未来研究展望
参考文献
附录A 双风场系统解耦及解耦后短路比对比分析
附录B 各章变量
发表的论文及其它成果
参加的科研工作
致谢
作者简介
本文编号：3826979
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 次同步振荡风险初筛方法研究现状
1.2.2 次同步振荡分析方法研究现状
1.2.3 次同步振荡参数优化方法研究现状
1.2.4 存在问题分析
1.3 论文研究思路及主要工作
1.3.1 论文研究思路
1.3.2 论文主要工作
第2章 基于聚合短路比的大型风场次同步振荡风险分析
2.1 引言
2.2 常规短路比次同步振荡风险初筛存在问题分析
2.2.1 常规短路比的概述
2.2.2 常规短路比在多风场系统的适用性分析
2.3 基于聚合短路比的次同步振荡风险分析
2.3.1 聚合短路比
2.3.2 短路比作用分析
2.3.3 典型系统仿真算例分析
2.4 实际系统仿真算例分析
2.4.1 实际系统短路比计算结果
2.4.2 仿真分析
2.5 实际风场风险初筛
2.6 小结
第3章 基于开环传递函数的多频率分量产生机理分析
3.1 引言
3.2 直驱风机变流控制系统概述
3.3 锁相环对次同步频率分量的响应特性
3.3.1 锁相环工频响应特性
3.3.2 锁相环次同步频率响应特性
3.4 d/q轴控制系统对次同步频率分量的响应特性
3.4.1 母线电流d/q轴分量
3.4.2 d/q轴电压指令值
3.4.3 三相电压指令值
3.5 载波调制环节对次同步频率分量的响应特性
3.5.1 载波调制环节工频响应特性
3.5.2 载波调制环节次同步响应特性
3.6 多次/超同步频率分量产生机理分析
3.7 仿真分析
3.7.1 仿真验证
3.7.2 实际录波对比
3.8 小结
第4章 基于闭环传递函数的次/超同步频率主导分量幅值分析
4.1 引言
4.2 直驱风机并网系统的两输入两输出闭环传递函数构建思路
4.3 两输入两输出闭环传递函数中各环节推导
4.4 两输入两输出闭环传递函数构建
4.4.1 前向传递函数G(s)推导
4.4.2 反向传递函数H(s)推导
4.4.3 典型两输入两输出闭环传递函数计算
4.5 次/超同步频率主导分量幅值计算及影响因素分析
4.5.1 d轴内环比例系数对幅值的影响
4.5.2 交流系统电感对幅值的影响
4.6 仿真验证
4.7 小结
第5章 基于闭环传递函数的次同步振荡稳定性分析
5.1 引言
5.2 控制系统多环节耦合交连对系统动态稳定性的影响概述
5.2.1 理想电网情况下变流控制系统各环节耦合特性
5.2.2 弱交流系统情况下变流控制系统各环节耦合特性
5.3 基于闭环传递函数极点判据的次同步稳定性分析
5.3.1 闭环传递函数极点计算
5.3.2 基于极点判据的多环节对次同步稳定性影响分析
5.4 基于闭环传递函数频域判据的稳定性分析
5.5 仿真验证
5.5.1 各环节影响验证
5.5.2 参数影响验证
5.6 小结
第6章 直驱风机变流控制系统次同步振荡参数稳定域分析
6.1 引言
6.2 直驱风机并网系统及其闭环传递函数概述
6.3 次同步振荡参数稳定域计算流程
6.4 次同步振荡参数稳定域分析
6.4.1 变流控制系统参数稳定域交互影响分析
6.4.2 变流控制系统-交流系统参数稳定域交互影响分析
6.5 仿真验证
6.5.1 变流控制系统参数稳定域交互影响
6.5.2 变流控制系统-交流系统参数稳定域交互影响
6.6 小结
第7章 总结与展望
7.1 论文工作总结
7.2 未来研究展望
参考文献
附录A 双风场系统解耦及解耦后短路比对比分析
附录B 各章变量
发表的论文及其它成果
参加的科研工作
致谢
作者简介
本文编号：3826979
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