双馈风电机组并网对电力系统的小扰动稳定性影响研究

发布时间：2017-08-24 09:23

  本文关键词：双馈风电机组并网对电力系统的小扰动稳定性影响研究

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【摘要】：本文利用DIgSILENT仿真软件,采用特征值分析方法对双馈风电机组的轴系振荡模态和并网后对系统的小扰动稳定性影响进行了分析,分析中采用QR算法进行特征值的求解。主要的工作如下：(1)在双馈风电机组的无穷大系统中,通过模态计算分析了轴系振荡模态关于状态变量的可控性、可观测性和参与因子；通过分别在无穷大系统中接入同步发电机和增加双馈风电机组,分析了同步机组和系统内其他双馈风电机组对原先双馈机组轴系振荡模态的影响,分析得出了同步机组不参与DFIG的轴系振荡模态,而双馈风电机组之间则会互相参与对方的轴系振荡模态并形成机组间互相振荡的结论；研究了风速变化对轴系振荡模态的影响,得出了风速逐渐增大到额定风速时,轴系振荡模态表现出小扰动稳定性逐渐减弱,当风速超过额定风速后桨距角增大的过程中,轴系振荡模态则表现出小扰动稳定性逐渐增强。(2)以3机9节点系统和4机两区域模型为算例,通过对比双馈风电机组代替系统内同步机组前后系统关键特征值的变化和阻尼比的变化,得出了DFIG基本不参与系统的机电振荡模态；双馈机组代替同步机组对系统局部振荡模态影响不明显,对于区域间振荡模态,若风机在受电端则影响很小,若在送电端则使稳定性增强的结论；(3)研究了基于双馈风电机组的风电场并网容量的变化对系统小扰动稳定性的影响。对于DFIG并网容量变化的影响,通过对两个算例的分析可得,DFIG并网容量的变化本身对系统的局部振荡模态和区域间振荡模态的影响是不明显的,但同步机组旋转备用容量的变化有可能影响系统的机电振荡模态；在3机9母线系统中,通过与相同容量和出力的同步机组接入后的模态计算结果相比较,得出了在接入系统使同步机组出力减少时,不能得出统一性结论证明DFIG较同步机组有利或者不利。
【关键词】：双馈风电机组 小扰动稳定性 振荡模态 特征值分析
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614;TM712
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 双馈风力发电及其控制技术10-11
• 1.2.2 双馈风机并网的小扰动稳定性研究现状11-13
• 1.3 论文的主要工作13-15
• 第2章 双馈感应发电机的建模和控制15-22
• 2.1 双馈感应发电机的运行原理15-16
• 2.2 双馈异步发电机的数学模型16-17
• 2.3 变换器的控制策略17-19
• 2.3.1 转子侧变换器矢量控制策略17-18
• 2.3.2 网侧变换器矢量控制策略18-19
• 2.4 最大风能追踪控制19-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第3章 DFIG系统在DIgSILENT中的实现22-38
• 3.1 DIgSILENT中DFIG系统的实现22-27
• 3.1.1 风力机及其控制系统和转子侧变换器控制系统复合模型22-27
• 3.1.2 网侧变换器及其控制系统27
• 3.2 PI控制器参数计算27-33
• 3.2.1 转子电流控制中PI参数的计算27-30
• 3.2.2 PQ控制器PI环节的参数计算30-32
• 3.2.3 网侧电流控制器PI参数计算32-33
• 3.3 DFIG系统模型的初始化33-34
• 3.4 时域仿真验证DFIG模型34-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 双馈感应发电机的小扰动稳定性分析38-46
• 4.1 特征值分析法38-39
• 4.1.1 特征值分析法的基本原理38
• 4.1.2 振荡模态的相关指标38-39
• 4.2 DFIG系统自身的小扰动稳定性分析39-44
• 4.3 风速变化对轴系振荡模态的影响44
• 4.4 本章小结44-46
• 第5章 DFIG接入系统后对系统小扰动稳定性的影响46-60
• 5.1 DFIG代替同步机组对系统小扰动稳定性的影响48-51
• 5.2 DFIG接入容量对系统小扰动稳定性的影响51-59
• 5.2.1 DFIG接入容量对系统阻尼的影响51-55
• 5.2.2 比较DFIG接入与同步机组接入对系统小扰动稳定性影响55-59
• 5.3 本章小结59-60
• 结论60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 附录65-66
• 攻读硕士学位期间发表论文66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 石佳莹;沈沉;刘锋;;双馈风电机组动力学特性对电力系统小干扰稳定的影响分析[J];电力系统自动化;2013年18期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王磊;风电场并网小扰动稳定性分析及脱网事故初探[D];天津大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 马佳骝;双馈风力发电机组建模和运行特性研究[D];华北电力大学;2012年

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本文编号：730477