大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、非線性理論是分析電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的重要方法和熱點(diǎn)課題。隨著電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等新能源發(fā)電單元大規(guī)模接入電力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)的非線性、不確定性越來越強(qiáng)。在一定條件下，電力系統(tǒng)會(huì)發(fā)生分岔或者混沌現(xiàn)象，威脅電力系統(tǒng)的安全性。
　　論文研究的目標(biāo)：建立風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)的微分代數(shù)方程，探索風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)非線性動(dòng)態(tài)特性與風(fēng)電場(chǎng)電壓振蕩的關(guān)系，研究風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)中誘發(fā)分岔甚至混沌機(jī)理。針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)非線性特點(diǎn)，研究有效的變結(jié)構(gòu)

2、控制方法，抑制風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)的分岔和混沌現(xiàn)象。
　　論文研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：
　　（1）建立了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型。完成了單臺(tái)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和單臺(tái)永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型（其中包括發(fā)電機(jī)、變流器和槳距角動(dòng)態(tài)模型）的建立。并對(duì)大規(guī)模并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了等效，建立了等效風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)介紹了各個(gè)參數(shù)的等效計(jì)算方法。
　?。?）建立了永磁直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)和雙饋式風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)微分代數(shù)方程，

3、追蹤了系統(tǒng)的平衡解流形，研究了平衡解流形上出現(xiàn)分岔點(diǎn)或者混沌的條件和機(jī)理。為了提高計(jì)算效率，提出了一種追蹤平衡解流形的改進(jìn)算法。研究了風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，指出參數(shù)的變化會(huì)使得系統(tǒng)產(chǎn)生分岔甚至失去穩(wěn)定現(xiàn)象，研究也表明風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)增加以及變流器參數(shù)的變化會(huì)引起系統(tǒng)出現(xiàn)次同步諧振和低頻諧振現(xiàn)象。在PSCAD的仿真環(huán)境下對(duì)上述觀點(diǎn)進(jìn)行了驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上提出緩解次同步諧振和低頻諧振的辦法，并且在實(shí)際風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了驗(yàn)證，為風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際動(dòng)態(tài)特性研究提供

4、了理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。
　?。?）將建立的數(shù)學(xué)模型和寧夏嘉澤同心站風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際風(fēng)場(chǎng)相結(jié)合，在嘉澤風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)的確存在分岔和混沌的情況。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相空間重構(gòu)，找到各個(gè)階段的吸引子，計(jì)算各個(gè)時(shí)間段的最大Lyapunov指數(shù)，來研究實(shí)驗(yàn)過程中的電壓在不同時(shí)間段的動(dòng)態(tài)屬性。
　?。?）基于模糊自適應(yīng)變結(jié)構(gòu)控制方法實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)的有效控制。將復(fù)雜切換函數(shù)模糊化的自適應(yīng)控制引入到系