本文關(guān)鍵詞：雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)對電壓穩(wěn)定性影響研究

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【摘要】：隨著風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)容量的逐年增加,大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的穩(wěn)定性影響已不容忽視。因此,對風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)引起的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定問題和故障穿越能力的研究有著重要的現(xiàn)實意義。本文利用電力系統(tǒng)分析軟件(Power System Analysis Toolbox,PSAT)和PSCAD/EMTDC實驗仿真平臺,針對雙饋式風(fēng)電機(jī)組(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)對電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性及其暫態(tài)穿越能力展開研究工作。主要工作在如下三個方面:(1)基于PSAT搭建了包含等效DFIG風(fēng)電場的New England 10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),采用模態(tài)分析方法,研究了DFIG在不同接入位置和不同電氣距離情況下對電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響。仿真分析表明:DFIG接入重負(fù)荷區(qū)域有助于提高系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性;與主電網(wǎng)的電氣距離的增大會降低風(fēng)電場及附近區(qū)域的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性,其影響效果因接入位置的不同會出現(xiàn)差異。(2)基于PSCAD/EMTDC建立了包含撬棒(Crowbar)保護(hù)電路的DFIG單機(jī)模型,為有效評估DFIG的暫態(tài)行為,分析了電網(wǎng)故障期間撬棒投入后的機(jī)組定轉(zhuǎn)子電流特性,分析了兩種典型撬棒控制策略下的機(jī)組動態(tài)響應(yīng),提出了一個評價機(jī)組動態(tài)響應(yīng)的指標(biāo)函數(shù),比較分析仿真結(jié)果,得出了DFIG在不同電壓跌落深度情況下的實現(xiàn)低電壓穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)的撬棒優(yōu)化控制策略。(3)基于PSCAD/EMTDC建立了DFIG等效風(fēng)電場群,針對現(xiàn)有風(fēng)電場存在的暫態(tài)弱生存性問題,綜合考慮DFIG、低電壓保護(hù)電路和無功補(bǔ)償設(shè)備,對風(fēng)電場實現(xiàn)故障穿越的控制策略進(jìn)行優(yōu)化。分析了風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)態(tài)無功輸出和故障暫態(tài)時保護(hù)電路作用下的無功輸出能力,以及風(fēng)電場無功補(bǔ)償設(shè)備的暫態(tài)動作特性。針對故障時機(jī)端電壓的不同變化時段,提出了綜合考慮各個元件的動態(tài)性能的優(yōu)化控制策略,通過進(jìn)行算例仿真,驗證了該方法的合理性與可行性。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 雙饋風(fēng)電機(jī)組 模態(tài)分析 Crowbar電路 直流卸荷電路 低電壓穿越 風(fēng)電場等效 電壓穩(wěn)定
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614;TM712
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 選題背景與研究意義9-14
• 1.1.1 風(fēng)力發(fā)電國外的發(fā)展情況10-11
• 1.1.2 風(fēng)力發(fā)電國內(nèi)的發(fā)展情況11-12
• 1.1.3 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2 風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響14-16
• 1.2.1 大電網(wǎng)的穩(wěn)定性問題14-15
• 1.2.2 雙饋風(fēng)電場對電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響15-16
• 1.3 風(fēng)電場的故障穿越問題16-18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 雙饋風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型20-31
• 2.1 雙饋風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行原理20-23
• 2.1.1 雙饋風(fēng)電機(jī)組基本機(jī)構(gòu)20-21
• 2.1.2 雙饋風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行原理21-23
• 2.2 雙饋風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.3 雙饋風(fēng)電機(jī)組的變頻器數(shù)學(xué)模型25-28
• 2.4 仿真實驗平臺選擇28-30
• 2.4.1 PSCAD/EMTDC的功能和應(yīng)用28-29
• 2.4.2 PSAT的功能和應(yīng)用29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 雙饋風(fēng)電場對電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的分析31-39
• 3.1 DFIG風(fēng)電場等效模型的建立31-32
• 3.2 靜態(tài)電壓穩(wěn)定的模態(tài)分析方法32-33
• 3.3 New England 39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模態(tài)分析33-35
• 3.4 仿真算例35-38
• 3.4.1 不同并網(wǎng)位置的仿真算例35-36
• 3.4.2 不同電氣距離的仿真算例36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 雙饋風(fēng)機(jī)的低電壓穿越分析39-47
• 4.1 DFIG的故障暫態(tài)電流分析39-41
• 4.2 DFIG的撬棒阻值的優(yōu)化選擇41-42
• 4.3 基于撬棒的LVRT優(yōu)化控制策略分析42-46
• 4.3.1 機(jī)端電壓跌幅較小的Crowbar控制43-45
• 4.3.2 機(jī)端電壓跌幅較大的Crowbar控制45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 DFIG風(fēng)電場的故障穿越控制策略優(yōu)化47-53
• 5.1 風(fēng)電場故障穿越控制的基本思路47-48
• 5.2 風(fēng)電場故障穿越優(yōu)化控制策略48-49
• 5.2.1 雙饋風(fēng)電場的故障穿越策略48-49
• 5.2.2 無功補(bǔ)償設(shè)備49
• 5.3 故障穿越的整體控制策略49-51
• 5.4 仿真分析51-52
• 5.4.1 風(fēng)電場模型51
• 5.4.2 故障算例仿真51-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-55
• 主要工作53
• 今后進(jìn)一步研究工作展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 致謝60-61
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄61-62
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間參與的科研項目62-63
• 附錄C 附表63

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：811820