大规模双馈风电并网对电力系统暂态稳定性的影响

发布时间：2020-04-12 09:34

【摘要】：由于传统化石能源储量的匮乏及环境污染问题的日益严重,基于风力发电的风电并网技术在世界各国迅速发展。随着风电并网容量的不断增大,其动态特性对电力系统暂态稳定的影响逐渐成为了风电并网技术研究的关键之一。本文主要围绕双馈风场对系统暂态稳定的影响及暂态稳定约束下风场出力的优化展开研究,主要工作如下： (1)研究了大扰动下双馈风机对系统暂态电压的影响。首先分别建立了静止坐标系下、旋转坐标系下双馈风机的数学模型；其次,基于磁链不能突变的原理推导了大扰动情况下具备LVRT能力的双馈风机并网点电压表达式,并分析了电压跌落深度、风场出力大小等因素的影响；最后利用时域仿真法,对单机无穷大系统中大扰动情况下双馈风机并网点电压进行分析,验证了双馈风机LVRT能力及电压跌落深度等影响因素的作用效果。 (2)研究了双馈风场等容量替换同步机情况下,双馈风场对SMIB系统暂态特性的影响机理。基于双馈风机的出力特点,分析了双馈风电机组动态特性与同步发电机动态特性的异同点；提出了双馈风机的负阻抗模型,并基于该模型分析了双馈风机等值替换对系统加减速面积的影响；利用时域仿真法,结合某电网实际运行数据,对风机并网前后系统暂态特性进行了仿真分析,验证了所得结论。 (3)提出了一种暂态稳定约束下风场出力配置的优化方法。借鉴OPF问题转化为OTS问题的思路,提出了计及暂态稳定约束的风场出力优化问题的数学模型,并明确了数学模型中目标函数及各约束条件的物理意义；分析了风场出力暂态稳定裕度灵敏度的计算方法,并基于风场出力暂态稳定裕度灵敏度这一指标提出了风场出力配置的优化算法；最后结合某电网实际数据仿真分析了优化前后的风场出力极限,结果证明了本文所提算法的有效性。
【图文】：

图2-2 Crowbar保护电路双馈风力发电机的建模包括两部分，分别为动力学部分和电气部分。考力学部分动态时间级较远大于系统暂态时间级，因而本章忽略了动力学动态过程，，采用恒功率模块代替，电气部分的建模则是采用了基于定子向的控制策略。.1静止坐标系下的数学模型规定双馈风机定、转子均采用电动机惯例，即电压正方向与电流正方向致。进而，三相静止坐标系下DFIG的数学模型可表示为如下方程组。

按电动机惯例建立两相同步旋转坐标系下的双馈发电机三阶数学模型。其d、q动态模型等效电路如图2-3所示。其中，代表转差角速度，且为同步旋转角速度，吟为转子旋转角速度。9
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614

【参考文献】

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本文编号：2624565