發(fā)布時間：2021-10-08 14:19

　　新能源以越來越高的比例接入電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,高比例的新能源電網(wǎng)在發(fā)揮電力電子的快速和靈活調(diào)節(jié)等優(yōu)勢的同時,也給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來新的挑戰(zhàn),主要集中在:（1）新能源換流器缺乏可靠的慣性響應(yīng)且頻率耐受能力較低,導(dǎo)致電網(wǎng)的頻率抗擾動能力下降。（2）新能源換流器的暫態(tài)電壓和電流支撐能力不足,導(dǎo)致新能源的故障穿越能力降低和脫網(wǎng)風(fēng)險增大。（3）新能源和電網(wǎng)的交互影響容易引發(fā)各類振蕩事故,且難以提供可靠的正阻尼來抑制振蕩。與新能源換流器相比,傳統(tǒng)的同步發(fā)電機在應(yīng)對上述挑戰(zhàn)時具有較大的優(yōu)勢,現(xiàn)有的大多數(shù)基于電力電子控制的應(yīng)對方案也都希望換流器能夠具備同步機的一些優(yōu)良屬性,雖然取得了一定的成效,但不能發(fā)揮更好的效果的原因仍然多數(shù)歸結(jié)到電力電子本身�；诖�,本文提出一種高比例新能源通過同步電動機-同步發(fā)電機（Motor-generator Pair,MGP）并網(wǎng)的新型并網(wǎng)方式,嘗試?yán)猛诫姍C的一些優(yōu)良屬性,如真實的轉(zhuǎn)動慣量和自發(fā)的慣性響應(yīng)、過載和瞬時無功功率支撐能力、通過勵磁控制來阻尼振蕩等,作為電力電子換流器并網(wǎng)的補充,更好地服務(wù)于高比例新能源電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新性成果如下... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

本文的主要研究內(nèi)容

２．１．１結(jié)構(gòu)和工作原理??本文提出一種基于同步電動機－同步發(fā)電機（Ｍｏｔｏｒ－ｇｅｎｅｒａｔｏｒ?Ｐａｉｒ，?ＭＧＰ）系??統(tǒng)的新能源并網(wǎng)方式１１２Ｕ｜，如圖２－１所示。ＭＧＰ由一臺同步電動機和一臺同步發(fā)??電機構(gòu)成，兩者的轉(zhuǎn)子通過機械軸連接。其中，同步電動機由若干臺新能源機組??共同驅(qū)動，新能源和同步電動機一起作為原動機，為同步發(fā)電機提供機械轉(zhuǎn)矩，??類似于傳統(tǒng)火電廠的汽輪機部分；同步發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎笾苯硬⑷腚??網(wǎng)，和傳統(tǒng)火電廠并網(wǎng)方式相同。因此，在穩(wěn)態(tài)運行時，ＭＧＰ中兩臺同步機的??轉(zhuǎn)子將同吋、同向和同速旋轉(zhuǎn)，這個轉(zhuǎn)速也是電網(wǎng)的同步轉(zhuǎn)速。兩臺同步機通過??各自的勵磁系統(tǒng)（包含ＡＶＲ和ＰＳＳ）實現(xiàn)主要的控制功能。??同步電動機?同步發(fā)電機??勵磁系統(tǒng)＂ＩＩ＾＂勵磁系統(tǒng)?—????同步速????新能源機組—Ｔ＾／?＾?Ｖｊｚ?＿網(wǎng)??（風(fēng)機、光伏）?—??電磁?機械?￣電磁??轉(zhuǎn)矩?＾轉(zhuǎn)矩?＾?＾轉(zhuǎn)矩??同步電動機?同步發(fā)電機??Ｖ?ｖ?）??ＭＧＰ系統(tǒng)??圖２－１新能源通過ＭＧＰ并網(wǎng)的結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｒｅｎｅｗａｂｌｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ?ａｄｏｐｔｉｎｇ?ＭＧＰ?ｆｏｒ?ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ??圖２－２以風(fēng)機為例，描述了高比例新能源采用ＭＧＰ并網(wǎng)的一種可能的實現(xiàn)??方式。一部分風(fēng)機作為一個單元，發(fā)出的電能經(jīng)匯聚后驅(qū)動一臺較大容量的ＭＧＰ??１０??

２．１．１結(jié)構(gòu)和工作原理??本文提出一種基于同步電動機－同步發(fā)電機（Ｍｏｔｏｒ－ｇｅｎｅｒａｔｏｒ?Ｐａｉｒ，?ＭＧＰ）系??統(tǒng)的新能源并網(wǎng)方式１１２Ｕ｜，如圖２－１所示。ＭＧＰ由一臺同步電動機和一臺同步發(fā)??電機構(gòu)成，兩者的轉(zhuǎn)子通過機械軸連接。其中，同步電動機由若干臺新能源機組??共同驅(qū)動，新能源和同步電動機一起作為原動機，為同步發(fā)電機提供機械轉(zhuǎn)矩，??類似于傳統(tǒng)火電廠的汽輪機部分；同步發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎笾苯硬⑷腚??網(wǎng)，和傳統(tǒng)火電廠并網(wǎng)方式相同。因此，在穩(wěn)態(tài)運行時，ＭＧＰ中兩臺同步機的??轉(zhuǎn)子將同吋、同向和同速旋轉(zhuǎn)，這個轉(zhuǎn)速也是電網(wǎng)的同步轉(zhuǎn)速。兩臺同步機通過??各自的勵磁系統(tǒng)（包含ＡＶＲ和ＰＳＳ）實現(xiàn)主要的控制功能。??同步電動機?同步發(fā)電機??勵磁系統(tǒng)＂ＩＩ＾＂勵磁系統(tǒng)?—????同步速????新能源機組—Ｔ＾／?＾?Ｖｊｚ?＿網(wǎng)??（風(fēng)機、光伏）?—??電磁?機械?￣電磁??轉(zhuǎn)矩?＾轉(zhuǎn)矩?＾?＾轉(zhuǎn)矩??同步電動機?同步發(fā)電機??Ｖ?ｖ?）??ＭＧＰ系統(tǒng)??圖２－１新能源通過ＭＧＰ并網(wǎng)的結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｒｅｎｅｗａｂｌｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ?ａｄｏｐｔｉｎｇ?ＭＧＰ?ｆｏｒ?ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ??圖２－２以風(fēng)機為例，描述了高比例新能源采用ＭＧＰ并網(wǎng)的一種可能的實現(xiàn)??方式。一部分風(fēng)機作為一個單元，發(fā)出的電能經(jīng)匯聚后驅(qū)動一臺較大容量的ＭＧＰ??１０??

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3424333