并网双馈风机对电力系统小干扰稳定影响的研究

发布时间：2017-12-17 08:20

  本文关键词：并网双馈风机对电力系统小干扰稳定影响的研究

  更多相关文章： 双馈风机 小干扰稳定性 阻尼 锁相环 电压控制

【摘要】：化石能源大量利用带来的环境污染和能源短缺问题日益严重,可再生能源的开发利用日益受到人们的关注。我国风能资源丰富,但主要集中在“三北”及沿海地区,风电场安装区域的本地负荷较轻,距离东部负荷中心较远,需经远距离长线路向中东部地区输送功率,因此风电并网后电力系统的小干扰稳定问题更加突出。双馈风机由于较高的能量转换效率、灵活的控制等优点已成为风电场的主流机型,随着风电渗透率的不断提高,并网双馈风机对电力系统小干扰稳定的影响也需要进一步的研究。本文的主要贡献点如下:(1)分析了不同工作条件下双馈风机对电网小干扰稳定性的影响。风电渗透率的提高,风电场安装在电网的不同位置以及风电输出功率增加时常规电源采取何种退出方式均会对系统的阻尼产生影响,本文通过对含并网双馈风机的四机两区域系统进行仿真分析,发现双馈风机主要通过改变同步发电机的工作点来影响电网的阻尼。(2)分析了双馈风机锁相环参数改变对系统小干扰稳定的影响。锁相环用于实现双馈风机与电网的同步,当锁相环参数减小时,锁相环输出的相位与实际的电网电压相位之间存在误差,从而导致双馈风机输出功率发生变化。本文从双馈风机内电势角度出发,通过分析不同锁相环控制参数下双馈风机内电势与电网电压间的相位关系,给出了锁相环参数改变影响系统阻尼的物理机理,并通过时域仿真和频域仿真进行了验证。(3)分析了双馈风机电压控制对系统小干扰稳定产生影响的机理。为了维持电网电压稳定,风电场需设有一定的电压控制以保证系统的电压水平,双馈风机电压控制对邻近同步发电机的影响是本文的研究重点。本文在基于内电势的双馈风机简化模型的基础上,推导了双馈风机电压控制对同步发电机影响的原理框图,分析出双馈风机电压控制主要通过同步发电机励磁系统对系统阻尼产生影响。双馈风机接入电网后导致的系统拓扑变化以及风机内部电压控制均会对同步发电机的阻尼产生影响,而且两者的影响是相反的。电压控制参数和控制方式是影响双馈风机向电网提供阻尼能力的关键因素。本文所得结论不仅适用于双馈风机电压控制影响系统小干扰稳定性的情况,对其他带有电压控制的电力电子设备也同样具有适用性。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614;TM712

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本文编号：1299402