【摘要】：我國風力資源的分布大部分遠離負荷相對集中區(qū)域,風電的大規(guī)模遠距離輸送成為了避免資源浪費,進行資源合理優(yōu)化配置的重要方式。為了提高輸電線路的遠距離輸送能力,提高輸電效率降低輸電成本,在電能外送的過程中采用串聯(lián)電容器補償和高壓直流輸電方式日益增多。但使用串聯(lián)電容補償技術和高壓直流輸電技術有引發(fā)風力發(fā)電場的次同步諧振問題的風險,影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。分析了大規(guī)模風電外送過程中風電場規(guī)模的變化對次同步諧振危險區(qū)域的影響。以雙饋風電場串聯(lián)電容補償模型為基礎,對整個風電場進行了等值,搭造出用于次同步諧振分析的風電場等值數(shù)學模型,采用系統(tǒng)等值電阻的方法對雙饋機組與電網(wǎng)間穩(wěn)定性進行判斷,做出了系統(tǒng)等值電阻隨風電場規(guī)模的變化曲線及不同風電場規(guī)模所對應的系統(tǒng)危險區(qū)域。研究結果顯示,次同步諧振產(chǎn)生時,不同規(guī)模風電場的振蕩程度也不相同,大規(guī)模的風電場有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定,增大機組規(guī)模有利于降低次同步諧振帶來的危害,并對以上結論進行了仿真以驗證結果的合理性。最后對振蕩時的情況進行頻譜分析,其中的諧波分量即為所對應的次同步頻率。對次同步諧振扭振互作用現(xiàn)象在外部故障下的穩(wěn)定性進行了詳細推導。隨后,對現(xiàn)階段研究風電場次同步諧振現(xiàn)象的等值方法分別總結,分析并比對出各種等值方法的特點。然后,詳細介紹了引發(fā)風電場的扭振互作用現(xiàn)象時軸系疲勞度辨識的方法。最后,分別通過三種不同等值方法對同一風電場進行疲勞度仿真分析,并對最終結果進行了比較。
【圖文】：

文中采用的仿真模型是以ＩＥＥＥ第一基準模型為基礎進行搭建，將運行狀態(tài)、轉逡逑速、輸出功率相同或者相差不大的風電機組等值為一臺機組，進而將整個風電逡逑場等值成多個子風電場群，則單個子風電場群情況，可用下圖２．１表示。該風逡逑電場單臺機組的容量為２ＭＷ，，發(fā)電機額定機端電壓為０．６９ｋＶ，經(jīng)過多臺升逡逑壓變壓器升壓后進行遠距離輸送。將串補電容放到遠距離輸電線路上用來提高逡逑線路的輸電能力。圖中ｒ表示升壓變壓器，ｉ？表示輸電線路電阻，＾分逡逑別表示線路電抗和串補裝置中的容抗，ＧＳＣ和／ＷＣ分別為ＤＦＩＧ中的網(wǎng)側和轉逡逑子側變換器。逡逑—１｜￣？—｜丨｜逡逑圖２．１邋ＤＦＩＧ經(jīng)串補裝置外送功率等效輸電線路逡逑Ｆｉｇ，邋２．１邋ＤＦＩＧ邋Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ邋Ｐｏｗｅｒ邋Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ邋Ｃｉｒｃｕｉｔｓ邋ｂｙ邋Ｓｅｒｉｅｓ邋Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ逡逑２．３風力機模塊逡逑風力機模塊在風電場外送功率系統(tǒng)中承擔著電能轉換的重要任務，其中風逡逑力機的葉片在空氣中捕捉風能，從而將動能轉化成為機械能，其轉換的能量的逡逑多少決定著全部風電系統(tǒng)的外送功率。在風力機模塊的葉片半徑為，風速是Ｖ逡逑１２逡逑

圖２．３邋ＤＦＩＧ在靜止坐標系下的物理模型逡逑ｉｇ．邋２．３邋Ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ＤＦＩＧ邋ｉｎ邋ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ邋ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑方程：逡逑＿邋ｄ邋0邋？逡逑ＵｓＡ邋＝邋７，ｓＡ＋ｒ？逡逑＜＾ｓ３＝ｊ＾ｓＢ＾ｓｉｓＢＵｓＣ邋＝￣Ｊｔ＾ｓＣ邋＋逡逑ｗｓＳ、ＷｉＣ分別表示定子Ｘ、５、Ｃ三相機端相電壓、心、ｋ分別表示定子」、S8三相相電流的瞬時ｍ、Ｋｆｉ、分別表不定子」、萬、Ｃ三相繞組的磁鏈；
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM614;TM712

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本文編號：2647724