含風(fēng)力發(fā)電的電力系統(tǒng)低頻振蕩研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)今應(yīng)用最為成熟的可再生能源發(fā)電方式。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)電在電網(wǎng)中所占的比重不斷增加。風(fēng)電具有隨機(jī)性、波動(dòng)性等不同于傳統(tǒng)發(fā)電形式的特點(diǎn)，風(fēng)電大規(guī)模接入高壓輸電網(wǎng)絡(luò)會(huì)給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、調(diào)度運(yùn)行等諸多方面帶來很大的影響。因此迫切需要開展新的研究來分析風(fēng)電給電網(wǎng)帶來的諸多問題。
　　 本文主要針對(duì)低頻振蕩這一類穩(wěn)定問題進(jìn)行研究。風(fēng)電的大規(guī)模接入會(huì)對(duì)系統(tǒng)的低頻特性產(chǎn)生影響，風(fēng)電出力的波動(dòng)性和隨機(jī)性也對(duì)系統(tǒng)的低頻振蕩

2、穩(wěn)定性提出了更高的要求。現(xiàn)今系統(tǒng)的低頻振蕩研究大多局限于傳統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包含風(fēng)電系統(tǒng)的研究還處于發(fā)展階段。
　　 本文建立了完備的雙饋型風(fēng)力電場(chǎng)動(dòng)態(tài)模型及包含風(fēng)電場(chǎng)的全系統(tǒng)模型，采用特征值分析法和時(shí)域仿真法對(duì)系統(tǒng)的低頻振蕩特性進(jìn)行分析，并互相驗(yàn)證結(jié)果正確性。
　　 本文的主要內(nèi)容為：
　　 （1）建立了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型。對(duì)雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在同步旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系下的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行了推導(dǎo)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的空氣動(dòng)

3、力學(xué)模型、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的軸系模型及槳距角控制模型進(jìn)行了建模分析；最后給出了基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的總體模型結(jié)構(gòu)。
　　 （2）對(duì)基于雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模分析和研究。推導(dǎo)了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器及電網(wǎng)側(cè)變頻器的解耦控制原理；給出了雙饋風(fēng)電機(jī)組的控制系統(tǒng)模型、雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)及電網(wǎng)側(cè)變頻器控制器模型，同時(shí)也給出了風(fēng)力機(jī)控制系統(tǒng)模型。
　　 （3）基于MATLAB設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了含風(fēng)電場(chǎng)接入

4、的多機(jī)系統(tǒng)特征值分析軟件。采用特征值分析法進(jìn)行系統(tǒng)的低頻振蕩特性分析。建立了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的線性化模型，與系統(tǒng)其余元件接口組成全系統(tǒng)線性化模型，分析不同風(fēng)機(jī)接入情況下的系統(tǒng)特征根變化情況。通過機(jī)電回路相關(guān)比、相關(guān)因子、阻尼比等探討各振蕩模式變化的機(jī)理。
　　 （4）基于MATLAB設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了含風(fēng)電場(chǎng)的系統(tǒng)低頻振蕩時(shí)域仿真軟件。對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)接入后的系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)仿真。針對(duì)不同的風(fēng)力發(fā)電接入情況，在同步發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)得出各同步發(fā)電機(jī)組