双馈风电机组抑制电力系统低频振荡的控制策略研究

发布时间：2024-03-23 13:34

　　随着社会的快速发展,生产力的不断提升,人们对于能源的需求也在与日俱增,但是传统的一次能源产量毕竟是有限的,因此,发展绿色无污染的可再生能源已经成为了各个国家的下一阶段性的发展目标。其中,风力发电由于自身的特点,例如发展迅速,技术成熟,资源丰富等,已经成为最广泛使用的绿色清洁能源,因此风电在电网中的所占的比例正在不断增加。但是,随着并网风电机组的规模不断增加,风电场并网对于系统的影响也在不断扩大,导致系统的复杂性和非线性更加的严重,电力系统的低频振荡问题也会更加突出,因此需要采用合适的控制策略来抑制风电场并网对电力系统低频振荡的影响。首先本文介绍了双馈风力发电机组的各个动态数学模型,它们分别是风力机模型、机械传动系统模型、双馈感应发电机模型以及转子励磁系统变频器和网侧系统变频器以及它们的控制系统的模型。这些模型是风电机组参与抑制电力系统低频振荡的基础。传统的阻尼控制器的参数设计主要是在传统电力系统运行的平衡点附近线性化的基础上来的,当系统的运行点变化不大的情况下,这种阻尼控制器的效果良好。然而在实际的系统运行时,系统的运行点并不是一成不变的,当系统运行点发生变化时候,这种控制器并不能达到...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 风力发电发展概述
    1.3 研究现状
        1.3.1 电力系统低频振荡的研究
        1.3.2 风电场接入电网对电力系统低频振荡的影响
        1.3.3 风电场接入电网对电力系统低频振荡抑制策略研究
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 双馈风力发电机系统建模
    2.1 引言
    2.2 双馈风力发电系统机械部分模型
        2.2.1 风力机空气动力模型
        2.2.2 机械传动系统模型
        2.2.3 桨距角控制系统模型
    2.3 双馈风力发电机感应电机模型
        2.3.1 三相坐标系下的电压和磁链方程
        2.3.2 旋转坐标系下的电压和磁链方程
        2.3.3 双馈风力发电机的功率方程
    2.4 双馈风力发电机的变频器模型
        2.4.1 转子侧变频器模型
        2.4.2 网侧变频器模型
    2.5 本章小结
第三章 双馈风机参与抑制电力系统低频振荡的非线性控制策略
    3.1 引言
    3.2 状态反馈线性化理论基础
    3.3 系统模型
        3.3.1 双馈风力发电机的状态方程
        3.3.2 两区域系统建模
        3.3.3 系统状态方程
    3.4 非线性控制器的设计
    3.5 仿真分析
        3.5.1 三相短路故障
        3.5.2 断路故障
        3.5.3 多区域系统仿真
    3.6 本章小结
第四章 双馈风机参与抑制电力系统低频振荡的super-twisting控制策略
    4.1 引言
    4.2 滑模控制算法
    4.3 系统模型
        4.3.1 双馈风机简化模型
        4.3.2 系统状态方程
    4.4 基于super-twisting算法的控制器的设计
        4.4.1 滑模面的选择
        4.4.2 阻尼控制器的设计
    4.5 仿真分析
        4.5.1 三相短路故障
        4.5.2 断路故障
        4.5.3 多区域系统仿真
    4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
基金资助声明



本文编号：3935988