新能源发电并网变流器的建模与仿真研究

发布时间：2020-04-14 21:55

【摘要】：新能源发电规模化并入大型交直流混联电网的运行、保护与控制是当前我国电力工业的前沿性科学问题之一。变流器建模在新能源发电并网研究中占据重要地位,是开展大型交直流混联电网相关研究的基础。迄今为止,已建立了多种变流器仿真模型以适应不同应用场合。然而,现有模型难以完全满足大规模新能源发电并网变流器电磁暂态高效仿真的要求。为了适应该要求,本文基于变流器平均化建模方法,将分段技术与广义状态空间平均法进行有机的结合,建立了变流器的分段广义状态空间平均模型。本文充分比较了以状态空间平均法、广义状态空间平均法为代表的变流器经典平均化建模方法的优缺点,考虑了模型构造的难易度、误差估计的计算量、高阶建模的复杂性等因素,兼顾模型精度的要求和仿真时间尺度的限制,建立了变流器分段广义状态空间平均模型,并详细论述了该模型的实现方法和物理意义。分别在稳态工况、不对称故障和对称故障情况下对该模型进行仿真以验证模型的正确性。给出了分段广义状态空间平均模型的误差计算方法,该方法直接针对状态变量,无需利用复杂的数学方法进行计算分析,具有准确高效、便于误差校正的优点。分析了模型分段及步长、开关频率、状态变量傅里叶展开阶数和模型运行工况等因素对变流器误差的影响,定性定量地得到了仿真中模型分段、步长设置与开关频率的关系。仿真结果表明本文采用的建模和仿真方法能够精确地反映变流器的电磁暂态特性,在保证模型精度的同时大幅提高仿真效率,适用于规模化变流器并入电力系统的电磁暂态仿真。最后本文针对变流器建模和仿真进行了非线性动力学认知和展望。
【图文】：

图 4.4 仿真步长与模型误差关系Fig 4.4 Relationship between model error and calculation step size设置不当轻则可能导致失真现象，，重则可能导致仿真不仿真步长设置过大导致的波形失真现象，为了保证波形的设置为不超过开关周期 Ts。对于 P-GSSA 模型仿真而言的十分之一至百分之一较为合理。0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 2仿真步长(μs)稳态误差 暂态误差
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM46

【参考文献】

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本文编号：2627746