永磁同步风力发电机接入对电力系统功角稳定性影响的仿真研究

发布时间：2017-09-13 17:13

  本文关键词：永磁同步风力发电机接入对电力系统功角稳定性影响的仿真研究

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【摘要】：在可再生能源的开发利用中,风能因其突出的优点而成为了研究的热点。风力发电是我国实现能源和电力可持续发展重要方式。直驱式永磁同步风力发电机没有齿轮箱,让风力机直接拖动电机转子运转在低速状态,这样就没有了齿轮箱所带来的噪声、故障率高和维护成本大等问题,从而提高了运行的可靠性。首先,本文对风力发电的背景和意义、目前国内外的直驱式永磁同步风力以及风机的重要组成部分——锁相环的发展现状进行了详细综述。在介绍了近年来对永磁同步风力发电机的研究成果之后,提出了本文的研究方向,永磁同步风力发电机接入对电力系统功角稳定性影响的仿真研究。其次,详细的介绍了永磁同步风力发电机的原理。将永磁同步风力发电机分成四个部分,分别介绍了其数学模型以及基于Matlab/Simulink搭建的模型。然后,详细的介绍了锁相环的原理。锁相环种类比较多,本文选择了比较有代表意义的三种锁相环,分别介绍了这三种锁相环的原理和基于此锁相环的改进措施,并搭建了基于Matlab/Simulink的模型。然后,就是基于Matlab/Simulink,对直驱式永磁同步风力发电机接入单机无穷大系统进行了仿真研究。由于锁相环种类不同,永磁同步风力发电机的类型也不同,仿真研究表明不同类型的锁相环对单机无穷大系统大干扰的影响不同。然后,以三相同步锁相环为例,研究永磁同步风力发电机的三个部分：永磁同步发电机、电压源换流器和锁相环的参数变化对单机无穷大系统低频振荡的影响。并基于Matlab编程,通过两机系统的仿真与之相验证。最后得出结论。
【关键词】：永磁同步风力发电机 电压源换流器 锁相环 电力系统功角稳定性
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM315;TM743
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 现阶段国内外研究成果10-13
• 1.2.1 永磁同步风力发电机发展10-11
• 1.2.2 锁相环发展11-12
• 1.2.3 近年来研究成果12-13
• 1.3 主要研究内容和文章结构13-15
• 第2章 永磁同步风力发电机建模15-36
• 2.1 永磁同步发电机16-23
• 2.1.1 abc坐标下的数学模型16-21
• 2.1.2 abc-dq0坐标变换21-22
• 2.1.3 simulink中的模型22-23
• 2.2 网侧换流器模型23-26
• 2.2.1 abc坐标下的数学模型23-24
• 2.2.2 abc-dq0坐标变换24-25
• 2.2.3 simulink中的模型25-26
• 2.3 机侧换流器控制26-30
• 2.3.1 机侧换流器控制设计思路26-28
• 2.3.2 机侧换流器控制模型28-30
• 2.3.3 simulink中的模型30
• 2.4 网侧换流器控制30-34
• 2.4.1 网侧换流器控制设计思路30-32
• 2.4.2 网侧换流器控制模型32-34
• 2.4.3 simulink中的模型34
• 2.5 本章小结34-36
• 第3章 锁相环建模36-50
• 3.1 三相同步锁相环36-40
• 3.1.1 原理36-38
• 3.1.2 simulink模型38-39
• 3.1.3 改进39-40
• 3.2 解耦双同步坐标系锁相环40-46
• 3.2.1 原理40-44
• 3.2.2 simulink模型44-45
• 3.2.3 改进45-46
• 3.3 基于快速傅里叶变换的锁相环46-49
• 3.3.1 原理46-48
• 3.3.2 simulink模型48
• 3.3.3 改进48-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第4章 基于matlab/simulink的仿真和分析50-62
• 4.1 基于matlab/simulink的仿真模型50-51
• 4.2 锁相环对电力系统大干扰的影响51-55
• 4.2.1 不同锁相环对电力系统大干扰的影响51-53
• 4.2.2 锁相环参数对电力系统大干扰的影响53-55
• 4.3 对电力系统低频振荡的影响55-61
• 4.3.1 锁相环参数对电力系统低频振荡的影响55-58
• 4.3.2 风机出力对电力系统低频振荡的影响58-60
• 4.3.3 电压源换流器参数对电力系统低频振荡的影响60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第5章 结论与展望62-64
• 5.1 结论62-63
• 5.2 展望63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士期间参与的科研项目67-68
• 致谢68

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