【摘要】：隨著環(huán)境問題和能源危機日益嚴峻,充分發(fā)展和利用可再生能源已經(jīng)成為全球的共同目標。但是隨著風電、光伏等間歇性電源在電網(wǎng)中的占比不斷加大,隨之而來的新能源功率波動、新能源并網(wǎng)棄風棄光問題也日益突出,電網(wǎng)穩(wěn)定運行和頻率控制面臨巨大的挑戰(zhàn)。因此,電網(wǎng)需配置大容量的抽水蓄能電站以參與系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻,保障電網(wǎng)運行穩(wěn)定。然而,傳統(tǒng)的抽水蓄能電站主要采用同步電機,具有運行效率低、響應速度較慢等缺點。與之相較,本文中變速抽水蓄能機組采用雙饋感應電機,能夠在額定轉速附近的一定范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速運行,機組的運行效率得以提升,同時較快參與系統(tǒng)調(diào)節(jié),增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文首先闡述了雙饋變速抽水蓄能機組的工作原理,分別針對雙饋感應電機、可逆式水泵水輪機及其調(diào)速器和變頻器建立數(shù)學模型。其中重點分析其轉差靜穩(wěn)特性、功角靜穩(wěn)特性、功率因數(shù)特性以及不同運行工況下的能量流動方向,為之后的建模奠定了理論基礎。其次,介紹了雙饋變速抽水蓄能機組網(wǎng)側變頻器和轉子側變頻器的控制策略。同時為了提高機組的運行效率,基于機組的最優(yōu)運行曲線,根據(jù)當前實測的功率指令和水頭值,計算得到機組的最優(yōu)轉速和最佳導葉開度,并提出勵磁系統(tǒng)與調(diào)速系統(tǒng)配合的機電協(xié)調(diào)控制策略,對機組運行效率進行優(yōu)化。最后,為了實現(xiàn)對雙饋變速抽水蓄能機組轉子位置的準確觀測和實時跟蹤,提出一種基于電氣量的轉子觀測方法;考慮到設備的運行安全,基于雙饋感應電機的功率極限圖,提出勵磁系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)控制策略,建立了勵磁輔助限制控制方法,并分析了勵磁系統(tǒng)控制器參數(shù)對小干擾穩(wěn)定性的影響。
【圖文】：

常規(guī)抽水蓄能機組模型

圖 3- 8 雙饋變速抽水蓄能機組模型常規(guī)抽水蓄能機組和雙饋變速抽水蓄能機組的仿真參數(shù)如表 3- 1、表 3- 2示。表 3- 1 常規(guī)機組和變速機組參數(shù)表參數(shù) 數(shù)值
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TV743

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本文編號：2648206