發(fā)布時間：2020-09-21 13:28

　　 抽水蓄能電站是解決電網(wǎng)調(diào)峰問題、保障電網(wǎng)運行安全、促進各類電源經(jīng)濟運行的重要手段。雙饋式可變速抽水蓄能(Doubly fed variable-speed pumped storage,DFVSPS)機組采用雙饋電機(Doubly fed induction generator,DFIG)替代傳統(tǒng)抽水蓄能機組所采用的同步電機,雙饋電機定子側連接電網(wǎng),轉子上采用對稱分布的三相勵磁繞組,并由變流器提供勵磁電流。通過變流器調(diào)節(jié)轉子側電壓或電流的幅值、頻率和相位,可以快速調(diào)節(jié)機組的有功功率和無功功率,提高機組的效率,增強系統(tǒng)穩(wěn)定性。與常規(guī)水電站相比,抽水蓄能電站具有工況變換繁多、啟停頻繁的特點。在電力系統(tǒng)中,抽水蓄能電站既要作為電源發(fā)電運行,又要作為負荷電動運行,同時還需要由一種工況切換另一種工況運行。抽水蓄能電站工況切換過程對于研究抽水蓄能電站并網(wǎng)運行時能否安全、可靠、高效運行意義重大。本文首先介紹了雙饋式可變速抽水蓄能機組的結構原理,建立了機組的數(shù)學模型,包括雙饋電機模型、水泵水輪機模型、變流器及其控制系統(tǒng)模型,并針對機組模型提出了功率優(yōu)先和轉速優(yōu)先兩種不同的控制策略。利用MATLAB/Simulink仿真軟件建立了一臺容量為300MW的機組仿真模型,分別研究了機組發(fā)電工況和電動工況下的控制特性。其次,分析了機組的工況切換過程,包括從發(fā)電工況啟動、增負荷、穩(wěn)定運行、甩負荷、停機,再從電動工況啟動、增負荷、穩(wěn)定運行、甩負荷、停機的完整動態(tài)過程,利用MATLAB/Simulink對機組的工況切換過程進行了仿真研究。根據(jù)機組的工況切換過程特性,建立了機組工況切換過程輸出功率的模型。最后,研究了雙饋式可變速抽水蓄能機組對對電網(wǎng)功率波動的補償和在電網(wǎng)頻率控制中的作用,利用Bode圖的方法分析了機組穩(wěn)定運行工況下對電網(wǎng)功率的補償作用,采用傅里葉變換的方法得到了機組出力的頻譜特性,分析了機組工況切換過程對電網(wǎng)功率波動的補償作用,并通過仿真算例研究了機組在電網(wǎng)頻率控制中的作用。
【學位單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TV734;TM312
【部分圖文】：

華北電力大學碩士學位論文逡逑用電在時間上和數(shù)量上的不一致。抽水蓄能電站上水庫和下水庫的水位隨著抽水蓄逡逑能機組不同運行工況間的轉換而發(fā)生變化，上水庫和下水庫的水位變化反映出抽水逡逑蓄能電站能量轉換的過程，抽水蓄能電站運行過程中基本不消耗水，但會損失一部逡逑分能量ｌＲ１８］。逡逑

華北電力大學碩士學位論文逡逑２章雙饋式可變速抽水蓄能機組建模與控制特雙饋式可變速抽水蓄能機組數(shù)學模型逡逑雙饋式可變速抽水蓄能機組由可逆式水泵水輪機、雙饋電機和變流器及控成。水泵水輪機作為原動機或負荷，提供或消耗功率［４７＼雙饋電機的定子極同步電機的定子相同，轉子具有對稱分布的三相繞組，通過變流器連接與電網(wǎng)進行功率交換｜４８］。變流器輸出的電壓或電流的幅值、頻率和相位通節(jié)器控制。圖２－１為雙饋式可變速抽水蓄能機組的結構示意圖。逡逑亦ｎ：哭逡逑

圖２－１７發(fā)電工況控制框圖逡逑發(fā)電工況下，機組功率由變流器進行控制，轉速由調(diào)速器進行控制，機組發(fā)電逡逑工況下的控制特性仿真波形如圖２－１８所示。逡逑２．２＾￣：邐，邐，邐邐邐，邐，邐，邐邋２．�。蓿撸�，邐，邐，——邐逡逑２－邐邐邋－邋＊邐＿邋．邋．邋－邋—邐－邐－邋２ｈ邋－邐－邐．．．邐？邋邐邐邐邐邐邋？邐—－－逡逑１‘８卜邐－．邐ｒ邐－邋－邋－Ｉ邋１邋８）－邐｜邐＾邐邋－－逡逑，１－邐—邋－邐－邐ｊ邋Ｊ逡逑１．４－邋－邋－邋－邋－邋－邐－邋－邋－Ｊ邋１．４邋－逡逑１２邐！邐：邐；邐１邐邋邐１邐！邐１邐１邋

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