大规模双馈风电机组经串补并网的次同步振荡研究

发布时间：2017-09-17 01:04

  本文关键词：大规模双馈风电机组经串补并网的次同步振荡研究

  更多相关文章： 次同步振荡 串联补偿 双馈风电机 聚合模型 影响因素 抑制措施

【摘要】：随着我国大规模风电的发展,风电并网的一些问题越来越突出。由于我国风电生产中心远离负荷中心,需要靠远距离输电将风能送出。在送出线路装设串联补偿装置,对输电线路进行串联补偿能显著地改善系统的性能,提高电力系统稳定性,增大线路传输能量,提高系统的经济效益。双馈感应风力发电机(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)有优越的性能,是目前应用最广泛的机型之一,但由于其结构和控制的特殊性,在经串补送出风电时,容易引发次同步振荡(Subsynchronous Oscillation,SSO)问题。本文基于某次同步振荡频发地区实际电网模型,建立了大规模风电场聚合模型,分析了双馈风电场经串联补偿设备送出风电时引发次同步振荡现象的影响因素,并提出了抑制次同步振荡的有效措施。首先,根据研究目的,选择了电磁暂态分析法,建立了风力发电系统各部分的数学模型,包括风速模型、风机和传动系统模型和双馈电机内部控制模型;在建立风速模型时,充分考虑了尾流效应,对风速进行了修正;在建立风机和传动系统模型时,使用最大风功率控制,忽略次要因素,使用单机表征法用一台风机聚合多台风机;建立双馈电机的聚合模型时,详细建立了定转子变流器的控制模型,并分析得出了聚合风机变流器参数相对单机变流器参数的变化规律。然后,在EMTDC/PSCAD仿真平台搭建大风机接入实际电网模型。仿真中考虑了并网过程,首先仿真验证了所搭建的聚合模型与变尺度模型和现场数据的一致性,其次通过变量控制,研究对双馈风机经串补送出引发次同步振荡的影响因素。仿真表明,风速、串补度、风机台数、转子侧变流器参数均对次同步振荡的产生有很大影响。最后,根据研究得到的次同步振荡影响因素,提出了抑制大规模风电经串补外送时引发次同步振荡、防止事故进一步扩大的抑制措施,主要有振荡发生后人为切掉部分风机或改变串补度、根据送出功率大小调节串补度、根据风速改变转子侧变流器参数、附加阻尼控制等。
【关键词】：次同步振荡 串联补偿 双馈风电机 聚合模型 影响因素 抑制措施
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712;TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 风电次同步振荡机理11-13
• 1.2.2 风电次同步分析方法13-15
• 1.2.3 风电场次同步振荡建模方法15-17
• 1.3 本文的主要工作17-18
• 第2章 双馈风电机组的聚合数学模型18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 DFIG风力发电系统各部分数学模型18-30
• 2.2.1 风速模型19-20
• 2.2.2 风机和传动系统模型20-23
• 2.2.3 双馈发电机参数及动态方程23-30
• 2.3 本章小结30-32
• 第3章 风电场聚合模型的仿真32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 风电场聚合模型仿真32-34
• 3.2.1 聚合模型定转子侧变频器控制参数33
• 3.2.2 聚合模型与变尺度模型对比33-34
• 3.3 风电场聚合情况下的实际地区次同步振荡仿真34-37
• 3.3.1 仿真系统等值模型34-35
• 3.3.2 聚合模型的仿真与实测数据的比较35-37
• 3.4 并网风机台数对次同步振荡的影响37-39
• 3.5 串补度对次同步振荡影响的分析及仿真验证39-40
• 3.6 SSCI机理分析与仿真验证40-44
• 3.6.1 SSCI的影响因素40
• 3.6.2 kp和ki对SSCI影响的分析及仿真验证40-44
• 3.7 双馈风电机组次同步振荡产生机理分析44-45
• 3.8 本章小结45-46
• 第4章 大规模风电经串补并网引起的次同步振荡抑制方法46-56
• 4.1 引言46-47
• 4.2 手动切除部分风机抑制次同步振荡47-49
• 4.2.1 切除一组风机抑制次同步振荡47-48
• 4.2.2 切除两组风机抑制次同步振荡48-49
• 4.3 调节串补度抑制次同步振荡49-52
• 4.3.1 振荡发生后退出一套串补抑制次同步振荡50-51
• 4.3.2 根据送出功率调节串补度抑制次同步振荡51-52
• 4.4 设置阶跃控制参数抑制次同步振荡52-53
• 4.5 附加阻尼控制抑制次同步振荡53-55
• 4.5.1 设计原理53-54
• 4.5.2 附加阻尼抑制措施效果的仿真验证?54-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第5章 结论与展望56-58
• 5.1 结论56-57
• 5.2 展望57-58
• 参考文献58-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果60-61
• 致谢61

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本文编号：866333