基于RTDS的变速风速机组并网稳定性仿真分析

发布时间：2017-10-05 13:40

  本文关键词：基于RTDS的变速风速机组并网稳定性仿真分析

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【摘要】：数学模型在一定程度上替代了实际电力系统,并利用计算机的数值方法来研究其运行特性,并进行一定的操作试验,这个过程就叫做仿真。虽然实时数字仿真器(RTDS)与其他数字仿真程序一样都是基于数学模型来实现的,但在计算速度上,RTDS却拥有着无法比拟的优势。正因为本身的这些优势,RTDS将会在电力系统的设计规划和操作有更加广泛的应用。RTDS作为时下使用最广泛的商用实时仿真,精度和仿真效率都处于国际领先水平,RTDS的电网稳定性、规划模拟研究和控制策略在国内外的使用正处在一个蓬勃发展的阶段。本文首先重点介绍了RTDS实时仿真模型,并对当前几种模型进行对比分析。近几年来,电力系统中风电的投入越来越大,越来越多,双馈风电机组在电力系统中的投入使用也正呈常态化,国内绝大部分的主流机型都采用了双馈风电机组。远距离输送、风电机组控制输出特性以及大容量风电集中接入等都决定了风电场并网会对系统运行产生较大影响和冲击。风电机组系统包含机组机械系统、电气系统、空气动力系统、保护和控制系统等多种物理系统的复杂动态,若想通过普通的解析方法来参透其静态的性能参数会异常难于下手,这时系统仿真方法的出现无疑于雪中送炭,仿真的可靠性将非常适合对其进行研究。如何适合并且充足地考虑风电场动态行为的复杂性,建立符合实际规律的风电场动态等值模型,正确评价系统的可靠运行的影响,是非常迫切和重要的。本文以辽宁省电网为主的东北电网500kV主干网的等值建模与仿真,根据主干网等值需求,进行RTDS仿真,并进行相关实际应用,同时验证此选型方法是合理的。
【关键词】：风力发电机组 RTDS 仿真 双馈风电机组 并网稳定
【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】：TM614;TM743
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 电力系统仿真定义及简介9-11
• 1.1.1 电力系统仿真的分类及比较9-11
• 1.2 论文研究背景及意义以及国内外研究现状11
• 1.3 论文主要工作11-14
• 1.3.1 风电系统的并网稳定性研究12
• 1.3.2 双馈异步风力发电系统建模仿真研究12
• 1.3.3 永磁直驱风力发电系统建模仿真分析的研究12
• 1.3.4 基于RTDS/RSCAD的风电等值模型的研究12-14
• 第2章 交流系统元件参数转换和输入14-32
• 2.1 RTDS硬件和软件简介14-15
• 2.2 RTDS交流系统元件15-30
• 2.2.1 RTDS的线路模型15-19
• 2.2.2 RTDS的变压器模型19-22
• 2.2.3 RTDS的负荷模型22-24
• 2.2.4 发电机模型24-28
• 2.2.5 BPA模型转换到RTDS的准确性和可信度28-30
• 2.3 本章小结30-32
• 第3章 风电机组的建模与仿真32-37
• 3.1 东北地区风电场接入现状32-33
• 3.1.1 东北地区风电装机现状总述32
• 3.1.2 东北电网各省区域风资源分析32
• 3.1.3 东北电网各省风电装机分析32-33
• 3.2 风电系统的并网稳定性分析33-36
• 3.2.1 风电并网静态电压稳定性研究34
• 3.2.2 风电并网暂态电压稳定性研究34
• 3.2.3 风电并网电网频率稳定性研究34-35
• 3.2.4 风力发电系统低电压穿越技术35-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 风力发电系统建模仿真研究37-66
• 4.1 双馈异步风力发电系统建模仿真研究37-50
• 4.1.1 双馈异步风力发电机工作原理37
• 4.1.2 双馈异步风力发电机数学模型及控制策略37-45
• 4.1.3 基于RTDS双馈异步风力发电系统在线仿真分析45-50
• 4.2 永磁直驱风力发电系统建模仿真分析50-65
• 4.2.1 永磁直驱风力发电系统数学模型50-60
• 4.2.2 基于RTDS的永磁直驱风力发电系统模型实时仿真分析60-65
• 4.3 本章小结65-66
• 第5章 基于RTDS/RSCAD的风电等值模型的研究66-78
• 5.1 核心功能的控制模型66-69
• 5.2 模拟阵风模型的搭建与仿真69-70
• 5.3 模拟电压响应特性的模型搭建70-71
• 5.4 模拟频率响应特性的模型搭建71-73
• 5.5 风电等值模型的仿真分析73-78
• 5.5.1 有功和无功控制解耦的仿真73-74
• 5.5.2 模拟阵风效果的仿真74
• 5.5.3 理想电网简单故障仿真74-76
• 5.5.4 交直流系统简单故障仿真76-78
• 第6章 结论与展望78-79
• 参考文献79-82
• 致谢82-83
• 作者简介83

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