直驱风电系统建模及电压控制策略研究

发布时间：2017-07-04 09:16

  本文关键词：直驱风电系统建模及电压控制策略研究

  更多相关文章： 直驱风电场 特征值分析 小干扰稳定性 暂态电压稳定性

【摘要】：风力发电以其自身清洁环保无污染、资源丰富、成本低等优点,已经成为发展新能源与可再生能源的重点领域。近些年来,风电迅猛发展,风电场并网容量也越来越大,而研究风电场并网对系统稳定性的影响目前已成为工程界与学术界的重要课题。论文针对基于直驱永磁同步风力发电机组的风电场并网系统的稳定性问题,在电力系统仿真软件DIgSILENT中搭建大规模基于直驱永磁同步风力发电机组的风电场并网系统仿真模型,从风电场并网系统的小干扰稳定性与暂态电压稳定性角度出发,对并网系统进行了深入详细的分析与研究。主要工作内容如下：(1)介绍了国内外风力发电现状以及我国风力发电中存在的一些问题,阐述了本课题的研究意义与相关研究现状；(2)在直驱永磁同步风力发电系统的电磁暂态详细数学模型上,通过运用特征值分析方法得到系统的全部特征值,并保留与主导特征值相关的状态变量(主导状态变量),而省略其他状态变量(非主导状态变量),从而获得直驱永磁同步风力发电系统电磁暂态的降阶模型：(3)首先运用特征值分析法对由直驱永磁同步风力发电机组与无穷大母线构成的简单风电系统进行小干扰稳定性分析,然后采用特征模态法(Arnoldi法)对基于直驱永磁同步风力发电机组的风电场接入3机9节点Anderson模型的并网系统进行小干扰稳定性分析,并通过增加风电场并网容量,得到不同并网容量下并网系统的特征模态分布以及弱稳定模态计算结果,从而分析大规模风电场并网对电力系统小干扰稳定性的影响：(4)研究电网侧变流器并提出电压控制策略,通过控制电网侧的变流器发出的无功功率而参与系统电压的稳定调节。
【关键词】：直驱风电场 特征值分析 小干扰稳定性 暂态电压稳定性
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614;TM743
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-26
• 1.1 课题研究背景与意义15-23
• 1.1.1 风力发电概况15
• 1.1.2 全球风电发展现状15-18
• 1.1.3 国内风电发展现状18-22
• 1.1.4 我国风力发电面临的问题22-23
• 1.1.5 课题研究的意义23
• 1.2 直驱风电场并网系统小干扰稳定性研究现状23-24
• 1.3 直驱风电场并网系统暂态电压稳定性研究现状24-25
• 1.4 本文的主要工作25-26
• 第二章 直驱风电系统数学模型26-46
• 2.1 直驱风电系统的结构及基本原理26
• 2.2 变桨距风力机模型26-31
• 2.2.1 空气动力学模型26-28
• 2.2.2 桨距控制系统模型28-31
• 2.3 传动系统模型31-33
• 2.4 直驱永磁同步发电机数学模型33-37
• 2.4.1 同步发电机在三相静止坐标系下的数学模型33-35
• 2.4.2 坐标变换35
• 2.4.3 同步旋转坐标系下同步发电机的数学模型35-37
• 2.5 全功率变流器模型37-45
• 2.5.1 空间电压矢量控制系统37-42
• 2.5.2 发电机侧PWM变流器42-43
• 2.5.3 电网侧PWM变流器控制43-45
• 2.5.4 直流环节数学模型45
• 2.6 本章小结45-46
• 第三章 直驱风电系统电磁暂态模型降阶研究46-56
• 3.1 引言46-47
• 3.2 特征值分析法47-48
• 3.3 变流器简化48
• 3.4 电磁暂态降阶模型48-50
• 3.5 基于DIgSILENT软件的建模仿真50-53
• 3.5.1 仿真模型50
• 3.5.2 电磁暂态降阶模型的检验50-53
• 3.6 基于直驱永磁同步风力发电机组的风电场并网系统53-55
• 3.6.1 3机9节点系统模型53
• 3.6.2 基于直驱永磁同步风力发电机组的风电场53-55
• 3.6.3 并网系统模型55
• 3.7 本章小结55-56
• 第四章 直驱风电场并网系统的小干扰稳定性研究56-66
• 4.1 简单系统的小干扰稳定性分析56-59
• 4.2 直驱风电场并网系统的小干扰稳定性分析59-65
• 4.3 本章小结65-66
• 第五章 直驱风电场并网系统电压控制策略研究66-75
• 5.1 电压稳定与功角稳定66-67
• 5.2 功角稳定性67-69
• 5.3 暂态电压稳定性分析方法69
• 5.4 暂态电压稳定指标69
• 5.5 风电场并网系统暂态电压控制69-70
• 5.6 仿真算例及结果分析70-74
• 5.6.1 算例系统70-71
• 5.6.2 仿真分析71-74
• 5.7 本章小结74-75
• 第六章 总结与展望75-76
• 6.1 总结75
• 6.2 展望75-76
• 参考文献76-80
• 附录A80-82
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 叶瑞丽;刘瑞叶;刘建楠;郭志忠;;直驱风电机组风电场接入后的电力系统暂态稳定计算[J];电工技术学报;2014年06期

2 张慧玲;郝思鹏;袁越;丁茂生;张仰飞;项丽;;基于实测数据的双馈风电机组外特性研究及简化建模[J];电力系统保护与控制;2013年17期

3 李江;赵海岭;常喜强;宋联庆;;含直驱机组风电场的电力系统暂态电压稳定分析[J];水力发电;2012年12期

4 李媛媛;邱跃丰;马世英;王筑;宋云亭;谢良;刘应梅;钟以林;;风电机组接入对系统小干扰稳定性的影响研究[J];电网技术;2012年08期

5 蔺红;晁勤;;直驱永磁同步风力发电系统的降阶模型研究[J];电网技术;2012年08期

6 范强;彭志炜;张靖;;功角稳定与电压稳定的关联性研究现状与展望[J];电力系统保护与控制;2012年12期

7 高峰;周孝信;朱宁辉;苏峰;安宁;;直驱式风电机组机电暂态建模及仿真[J];电网技术;2011年11期

8 许寅;陈颖;梅生伟;;风力发电机组暂态仿真模型[J];电力系统自动化;2011年09期

9 蔺红;晁勤;;并网型直驱式永磁同步风力发电系统暂态特性仿真分析[J];电力自动化设备;2010年11期

10 马威;包广清;;永磁直驱风电机组的建模与仿真[J];工矿自动化;2010年08期

，

本文编号：517209