基于ADPSS的含风电场的电力系统机电—电磁暂态混合仿真研究

发布时间：2017-09-29 09:03

  本文关键词：基于ADPSS的含风电场的电力系统机电—电磁暂态混合仿真研究

  更多相关文章： 双馈感应风力发电机组 电磁暂态仿真模型 机电暂态仿真模型 全数字仿真装置(ADPSS) 机电-电磁暂态混合仿真模型 牵引供电系统

【摘要】：风电产业以其独特的优势在近年来得到迅速发展,研究风电并网电力系统的安全稳定性对促进风电发展具有重要意义。当前对大规模风电并网的研究多基于PSASP、BPA等仿真软件,但其中的风机模型进行了一定程度的简化,不能准确反映风电机组的快速暂态过程；虽然可以在PSCAD、MATLAB等电磁暂态仿真软件上搭建详细风机模型,但受限于仿真速度和规模,无法建立大规模电网模型；电力系统全数字仿真装置(Advanced Digital Power System Simulator,ADPSS)结合了机电和电磁暂态仿真的优点,实现了大规模电力系统机电-电磁暂态的混合仿真。实际电网中,电铁中电力机车并网后会产生较为严重的电能质量问题,对同时并网的风机安全稳定运行可能产生严重影响,而当前对该方面的研究较少。因此有必要基于ADPSS建立风机和电铁的电磁暂态模型,并结合电网的机电暂态模型进行机电-电磁暂态混合仿真,在反映快速暂态过程的同时,兼顾仿真速度和规模,为深入研究风电并网电力系统的稳定性提供有力的技术支持。本文针对含风电的电力系统机电-电磁暂态混合仿真进行了如下研究。首先,介绍了双馈风机及其控制系统的数学模型,包括风速、风力机、轴系、双馈感应发电机、背靠背变流器模型和最大功率跟踪控制、桨距角控制、变流器控制。其次,在ADPSS上搭建了双馈风电机组的电磁暂态仿真模型,并与电网的机电暂态仿真模型联合进行了机电-电磁暂态混合仿真。基于双馈风机及其控制系统的数学模型,在ADPSS上搭建了双馈风电机组电磁暂态模型,仿真研究了在风速阶跃以及全风速下风电机组的响应特性,验证了模型的正确性；基于搭建的风电机组电磁暂态模型,并结合电网机电暂态模型,在ADPSS上搭建了含风电并网的电力系统机电-电磁暂态混合仿真模型,仿真分析了风速扰动及电网故障情况下,风电机组及电网的响应情况,为深入研究大规模风电并网的稳定性提供很好的技术平台。最后,搭建了电铁牵引供电系统和风电共存的电网机电-电磁暂态混合仿真模型,仿真研究了电铁接入风电渗透率高的电网对风电机组的影响。分析了含韶山4(SS4)型机车的原理,理论分析了牵引供电系统对风电场的影响；在ADPSS上建立了含电铁牵引供电系统和风电的电网机电-电磁暂态混合仿真模型,为风电和电铁同时接入电网的稳定性研究提供仿真平台；仿真研究了各种工况下电铁接入风电渗透率高的电网对风电机组的影响,验证了理论分析的正确性,为实际电力系统运行和规划提供参考。
【关键词】：双馈感应风力发电机组 电磁暂态仿真模型 机电暂态仿真模型 全数字仿真装置(ADPSS) 机电-电磁暂态混合仿真模型 牵引供电系统
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM743
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 研究的背景和意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 风电机组类型13-14
• 1.2.2 风电机组建模研究14
• 1.2.3 混合仿真研究14-15
• 1.2.4 电铁牵引供电系统对风电场的影响研究15
• 1.3 论文主要工作15-17
• 第2章 双馈感应风电机组数学模型17-32
• 2.1 馈感应风电机组的基本结构17
• 2.2 双馈感应风电机组的数学模型17-25
• 2.2.1 风速模型17-18
• 2.2.2 风力机模型18-20
• 2.2.3 轴系模型20-21
• 2.2.4 双馈感应发电机模型21-23
• 2.2.5 背靠背变流器模型23-25
• 2.3 馈感应风电机组控制系统模型25-31
• 2.3.1 变速恒频风力发电系统的运行区域26-27
• 2.3.2 最大功率跟踪控制27-28
• 2.3.3 桨距角控制28
• 2.3.4 变流器控制策略28-31
• 2.4 风电场等值31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 含风电场的电力系统机电-电磁暂态混合仿真32-51
• 3.1 双馈风电机组电磁暂态模型及参数32-34
• 3.2 电机组电磁暂态仿真34-37
• 3.2.1 风机模型与测试系统参数34
• 3.2.2 阶跃风速响应34-36
• 3.2.3 全风速范围内系统运行分析36-37
• 3.3 电网系统机电暂态仿真37-40
• 3.3.1 电网系统机电暂态模型37-38
• 3.3.2 电网系统机电暂态计算38-40
• 3.4 电力系统机电-电磁暂态混合仿真40-50
• 3.4.1 混合仿真过程40
• 3.4.2 机电暂态仿真模型40-41
• 3.4.3 电磁暂态仿真模型41
• 3.4.4 含风电场的电力系统混合仿真模型41
• 3.4.5 混合仿真调试41-42
• 3.4.6 混合仿真42-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 含电铁和风电的电力系统混合仿真研究51-66
• 4.1 电铁牵引供电系统51-56
• 4.1.1 SS4型电力机车简介52-53
• 4.1.2 SS4型电力机车的传动原理53-56
• 4.2 电铁牵引供电系统对风电场的影响56-58
• 4.2.1 电铁谐波的影响56
• 4.2.2 电铁负序的影响56-58
• 4.3 混合仿真模型58-60
• 4.3.1 电铁牵引供电系统仿真模型58-59
• 4.3.2 含电铁和风电的电力系统混合仿真模型59-60
• 4.4 算例分析60-64
• 4.4.1 电铁接入对风电机组的影响60-63
• 4.4.2 电铁不同运行速度对风电机组的影响63
• 4.4.3 风电机组风速变化时电铁对风电机组的影响63-64
• 4.4.4 风电场规模变化时电铁对风电机组的影响64
• 4.5 本章小结64-66
• 结论66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果75-76
• 附录76-78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙健;唐恒海;周作春;袁清芳;王海云;杨楠;;基于图形化系统的机电暂态模型到电磁暂态模型的自动生成方案研究[J];电气应用;2013年S1期

2 司大军,陈学允,束洪春;复杂电力系统电磁暂态数字计算关键技术研究[J];电工技术学报;2003年02期

3 韩民晓;丁辉;陈修宇;林畅;;高压直流输电系统电磁暂态建模[J];电力系统及其自动化学报;2008年04期

4 王成山;李鹏;王立伟;;电力系统电磁暂态仿真算法研究进展[J];电力系统自动化;2009年07期

5 张广斌;束洪春;朱子钊;邬乾晋;;复杂电磁暂态故障自动仿真方法[J];云南电力技术;2010年03期

6 孙浩;张曼;陈志刚;刘志文;谢小荣;姜齐荣;;并网光伏发电系统的通用性机电暂态模型及其与电磁暂态模型的对比分析[J];电力系统保护与控制;2014年03期

7 束洪春,司大军,高峰,葛耀中,陈学允;高压输电线路故障及操作电磁暂态数字计算新方法[J];电力系统自动化;2000年20期

8 束洪春,司大军,陈学允;复杂电力系统电气故障电磁暂态数字计算方法研究[J];电网技术;2003年12期

9 陈水明;黄璐璐;谢海滨;余占清;;互联系统电磁暂态交互作用研究,Ⅱ:交流侧系统等值及稳态调试[J];高电压技术;2011年03期

10 王天钰;李龙源;和鹏;王晓茹;;直流机电暂态与电磁暂态模型在低频振荡分析中的比较[J];电力系统保护与控制;2013年19期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 万磊;王晶芳;赵兵;卜广全;刘文焯;;西藏电网全电磁暂态建模仿真研究[A];2013年中国电机工程学会年会论文集[C];2013年

2 王婧;哈恒旭;;投影变换理论在电磁暂态分析中的应用[A];2007中国继电保护及自动化行业年会论文集[C];2007年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 岳程燕;电力系统电磁暂态与机电暂态混合实时仿真的研究[D];中国电力科学研究院;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄宇鹏;含电力电子器件的电力系统电磁暂态仿真算法研究[D];上海交通大学;2015年

2 徐家俊;基于ADPSS的含风电场的电力系统机电—电磁暂态混合仿真研究[D];西南交通大学;2016年

3 方毅;电力系统电磁暂态建模仿真及应用[D];昆明理工大学;2011年

4 代文良;多直流落点系统电磁暂态建模与仿真研究[D];华南理工大学;2012年

5 商莹;电磁暂态算法比较及非线性模型研究[D];山东大学;2009年

6 李承;电力系统电磁暂态与机电暂态程序的混合仿真研究[D];天津大学;2007年

7 陈毅苇;电磁暂态计算非线性模型研究[D];山东大学;2008年

8 李都红;涉及非线性电感电力网络电磁暂态的研究[D];北京交通大学;2008年

9 王立伟;含静止无功补偿器电力系统机电暂态和电磁暂态混合仿真[D];天津大学;2003年

10 张达;直流配电网电磁暂态仿真算法研究[D];浙江大学;2014年

，

本文编号：941117