本文關(guān)鍵詞：風(fēng)電對(duì)系統(tǒng)功率振蕩的影響及阻尼控制研究

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【摘要】：隨著新能源需求的不斷增長(zhǎng)以及風(fēng)電技術(shù)的快速進(jìn)步,風(fēng)電在電力系統(tǒng)中的滲透率逐年上升,其對(duì)電網(wǎng)的影響也逐漸顯現(xiàn)。由于風(fēng)機(jī)自身的特性,其電網(wǎng)適應(yīng)性能力不足,在系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)后,如果不能及時(shí)有效的控制,將引發(fā)大量風(fēng)機(jī)脫網(wǎng),導(dǎo)致停電事故。研究風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)后對(duì)系統(tǒng)功率振蕩的影響,并提出具有針對(duì)性的控制措施具有重要意義。本文在綜述了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用特征值分析、非線性信號(hào)分析、控制器優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)和電力系統(tǒng)仿真技術(shù),研究了風(fēng)電場(chǎng)出力波動(dòng)引發(fā)的強(qiáng)迫功率振蕩,并設(shè)計(jì)了抑制系統(tǒng)功率振蕩的附加阻尼控制器,主要研究工作和取得的研究成果如下。首先,介紹了四分量風(fēng)速模型,并給出了計(jì)算需要的基本風(fēng)、陣風(fēng)、漸變風(fēng)、隨機(jī)風(fēng)所對(duì)應(yīng)的方程,用以較為全面地描述風(fēng)速；給出了風(fēng)電機(jī)組的空氣動(dòng)力學(xué)模型、軸系模型、雙饋感應(yīng)和永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)等效動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型、變頻器控制動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并對(duì)常用的幾種風(fēng)電場(chǎng)的等值方法做出了說(shuō)明,為系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算和阻尼分析與控制奠定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。然后,介紹了強(qiáng)迫功率振蕩機(jī)理以及用于分析非線性信號(hào)的Prony算法。在四機(jī)二區(qū)域系統(tǒng)基礎(chǔ)上,增加雙饋風(fēng)機(jī)后進(jìn)行仿真,設(shè)置不同頻率、不同風(fēng)速的陣風(fēng),分析了陣風(fēng)波動(dòng)頻率和風(fēng)速對(duì)風(fēng)電場(chǎng)引發(fā)的強(qiáng)迫功率振蕩的影響。在威海電網(wǎng)中,針對(duì)不同的復(fù)合風(fēng),對(duì)比分析系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線上的有功功率波動(dòng)情況。印證了風(fēng)電場(chǎng)出力波動(dòng)可導(dǎo)致系統(tǒng)強(qiáng)迫功率振蕩,得出了在實(shí)際電力系統(tǒng)中風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速變化引發(fā)系統(tǒng)強(qiáng)迫功率振蕩的條件。最后,在SVG基本結(jié)構(gòu)與工作原理及其交、直流電壓控制動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,建立了附加阻尼控制模型。以提升系統(tǒng)阻尼、抑制功率振蕩為目標(biāo),采用幾何測(cè)度法選擇控制信號(hào)并通過(guò)改進(jìn)的PSO算法對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在四機(jī)二區(qū)域系統(tǒng)中,對(duì)風(fēng)電場(chǎng)不同風(fēng)速和波動(dòng)頻率的陣風(fēng)初步驗(yàn)證了阻尼控制的效果；在威海電網(wǎng)中對(duì)照在無(wú)附加阻尼控制、添加未進(jìn)行參數(shù)整定的阻尼控制和添加參數(shù)整定后的阻尼控制三種情況下,系統(tǒng)阻尼比以及聯(lián)絡(luò)線上有功功率波動(dòng)的變化情況,驗(yàn)證了SVG附加阻尼控制以及參數(shù)整定的有效性。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電場(chǎng) 電力系統(tǒng) 強(qiáng)迫功率振蕩 阻尼控制 SVG
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 風(fēng)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型13-14
• 1.2.2 風(fēng)電并網(wǎng)后系統(tǒng)阻尼變化情況14-15
• 1.2.3 風(fēng)電場(chǎng)附加阻尼控制15-17
• 1.3 本文主要工作17-18
• 第2章 風(fēng)電場(chǎng)建模18-31
• 2.1 風(fēng)速模型18-19
• 2.2 風(fēng)電機(jī)組機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型19-22
• 2.2.1 空氣動(dòng)力學(xué)模型19-20
• 2.2.2 軸系模型20-22
• 2.3 饋感應(yīng)風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型22-25
• 2.3.1 感應(yīng)發(fā)電機(jī)等效動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型23
• 2.3.2 變頻器控制動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.4 永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型25-27
• 2.4.1 同步發(fā)電機(jī)等效動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型25-26
• 2.4.2 變頻器控制動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型26-27
• 2.5 電場(chǎng)等值方法27-30
• 2.5.1 容量加權(quán)單機(jī)等值法28
• 2.5.2 改進(jìn)加權(quán)單機(jī)等值法28-29
• 2.5.3 變尺度降階多機(jī)等值法29-30
• 2.6 小結(jié)30-31
• 第3章 風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)引發(fā)的強(qiáng)迫功率振蕩31-44
• 3.1 風(fēng)電引發(fā)的強(qiáng)迫功率振蕩機(jī)理及其分析方法31-33
• 3.2 風(fēng)電場(chǎng)接入簡(jiǎn)單系統(tǒng)引發(fā)的強(qiáng)迫功率振蕩33-36
• 3.3 威海電網(wǎng)仿真分析36-43
• 3.3.1 威海電網(wǎng)簡(jiǎn)介36-39
• 3.3.2 風(fēng)電場(chǎng)出力波動(dòng)引發(fā)的強(qiáng)迫功率振蕩39-43
• 3.4 小結(jié)43-44
• 第4章 包含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)阻尼控制44-59
• 4.1 SVG工作原理44-46
• 4.2 SVG及其阻尼控制模型46-48
• 4.3 附加阻尼控制參數(shù)優(yōu)化48-51
• 4.3.1 幾何測(cè)度法49
• 4.3.2 改進(jìn)的PSO算法49-51
• 4.4 簡(jiǎn)單系統(tǒng)的阻尼控制效果51-53
• 4.5 威海電網(wǎng)附加阻尼控制仿真53-58
• 4.6 小結(jié)58-59
• 第5章 結(jié)論及展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文65-66
• 附件66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 關(guān)宏亮;大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2008年

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本文編號(hào)：1005792