雙饋風電機組的暫態(tài)行為及其對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性影響.pdf

1、為了深入認識電網(wǎng)擾動下雙饋風力發(fā)電機(DFIG)的暫態(tài)行為，分析了機電解耦條件和機電解耦導致的結(jié)果。然后針對單機(DFIG)無窮大系統(tǒng)，定義了DFIG功角并分析其暫態(tài)行為，揭示了雙饋電機的機電解耦性所導致的功角暫態(tài)行為的物理本質(zhì)--純粹的電磁暫態(tài)過程，具有快變特點。功角快變特性的外在表現(xiàn)是電網(wǎng)擾動后的有功功率快恢復特性。通過仿真分析和動模試驗檢驗了理論分析的正確性。
　　 為了研究風電場對電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定性的影響，提出了雙饋風

2、電場動態(tài)頻率特性的概念，通過數(shù)學證明，給出了判定雙饋風電場對電力系統(tǒng)阻尼影響的性質(zhì)及大小的判據(jù)：相頻特性決定阻尼的性質(zhì)，幅頻特性決定阻尼大小。研究發(fā)現(xiàn)，DFIG動態(tài)頻率特性與勵磁控制參數(shù)密切相關，雙閉環(huán)PI控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)對DFIG的動態(tài)頻率特性有顯著影響，進而造成DFIG的阻尼大小甚至阻尼性質(zhì)因調(diào)節(jié)器參數(shù)變化而發(fā)生顯著改變。在此基礎上，設計了植于風電變流器上的附加阻尼控制器，利用電力系統(tǒng)分析綜合程序(PSASP)，通過二區(qū)域

3、和多區(qū)域的算例分析證實，該控制策略具有提高電力系統(tǒng)阻尼的明顯效果，而且具有參數(shù)易整定、調(diào)試方便和易于工程實現(xiàn)的優(yōu)勢。
　　 為了研究含風電場的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，分析了雙饋感應發(fā)電機功角快變特性對常規(guī)同步發(fā)電機(SG)的首擺穩(wěn)定性產(chǎn)生的重要影響。研究發(fā)現(xiàn)，DFIG和SG的功角搖擺曲線可能存在兩類交點--主動交越點和被動交越點，交越的性質(zhì)決定了DFIG對SG穩(wěn)定性影響的性質(zhì)。大擾動時，SG的首擺期間有主動交越交點，DFIG將降低系

4、統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性；后續(xù)搖擺期間有被動交越交點，DFIG起正阻尼作用。在此研究基礎上，設計了DFIG的暫態(tài)功角控制策略，該控制策略能對風電場附近的常規(guī)同步發(fā)電機產(chǎn)生顯著致穩(wěn)作用，提高了含風電的混合電力系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。
　　 為了揭示雙饋風電機組的軸系扭振機理，基于電磁轉(zhuǎn)矩的觀點，發(fā)現(xiàn)雙閉環(huán)PI調(diào)節(jié)參數(shù)和前饋補償參數(shù)是影響電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的兩個關鍵因素。由于設計用的互感系數(shù)很難保證就是電機的實際參數(shù)，故存在或正、或負的誤差，誤差的正、負性