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双馈感应风电机组电磁暂态建模、控制及实证研究

作　者: 周志强
导　师: 严干贵
学　校: 东北电力大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 双馈感应风电机组运行控制 PSCAD/EMTDC 短路试验模型校验
分类号: TM315
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着风力发电并网容量的快速增加,风电接入对电网运行性能的影响越加明显。联网运行双馈感应风电机组的运行特性对电网的安全稳定运行有着重要的影响。本文对联网运行双馈感应风电机组的仿真建模、运行控制及模型的有效性进行了研究分析,主要包括以下内容:分析了两相同步旋转坐标系下双馈感应风电机组数学模型的特点,建立了双馈感应风电机组联网运行电磁暂态模型,对不同运行条件下双馈感应风电机组的运行特性进行了仿真模拟,深入了解了双馈感应风电机组的联网运行特性。建立了联网运行双馈感应风电机组运行控制策略,在此基础上,构建了控制系统传递函数模型,分析了PI控制器参数选择对控制系统性能的影响,提出了PI控制器参数设置的方法。提出了电网发生对称性故障时双馈感应风电机组的短路电流计算简化模型,为评估双馈感应风电机组短路对电网继电保护装置的影响提供了有效的计算模型。设计了风电机组联网短路试验方案,分析了短路试验数据识别出风电机组厂家未提供的风电机组撬杠保护动作值,并仿真重现了风电机组联网短路试验,仿真数据与试验数据相吻合,验证了所构建系统模型和仿真系统的有效性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 研究背景和意义  10-11
  1.2 研究现状  11-14
  1.3 主要工作  14-15
第2章双馈感应风电机组的数学模型  15-22
  2.1 双馈感应风电机组概述  15-16
  2.2 风力机数学模型  16-17
  2.3 双馈感应发电机数学模型  17-18
  2.4 四象限变流器数学模型  18-21
  2.5 本章小结  21-22
第3章双馈感应风电机组运行控制  22-33
  3.1 风力机运行控制  22-24
    3.1.1 最大风能追踪控制  22-23
    3.1.2 风力机的运行区域  23-24
  3.2 双馈感应发电机运行控制  24-26
  3.3 四象限变流器运行控制  26-28
    3.3.1 转子侧变流器控制  26-27
    3.3.2 网侧变流器控制  27-28
  3.4 双馈感应风电机组控制系统分析  28-31
  3.5 本章小结  31-33
第4章双馈感应风电机组运行仿真  33-44
  4.1 双馈感应风电机组电磁暂态仿真系统  33-34
    4.1.1 PSCAD/EMTDC 软件简介  33
    4.1.2 双馈感应风电机组电磁仿真系统  33-34
  4.2 双馈感应风电机组运行仿真  34-43
    4.2.1 双馈感应风电机组无功功率响应特性仿真  34
    4.2.2 风速变化时双馈感应风电机组运行仿真  34
    4.2.3 不同功率因数控制策略下双馈感应风电机组运行仿真  34-40
    4.2.4 电压跌落时双馈感应风电机组动态行为仿真  40-43
  4.3 本章小结  43-44
第5章风电机组出口三相短路电流计算简化模型  44-50
  5.1 撬杠保护动作后双馈感应风电机组的等值电路模型  44-49
  5.2 双馈感应风电机组继电保护动作的影响  49
  5.3 本章小结  49-50
第6章风电机组联网短路试验及模型验证  50-63
  6.1 试验方案制定  50-52
    6.1.1 大唐洮南风电场简况  50
    6.1.2 风电机组联网短路试验方案  50-52
  6.2 试验数据及分析  52-59
    6.2.1 稳态运行波形及分析  52-54
    6.2.2 风电机组的三相接地短路试验结果及分析  54-59
    6.2.3 风电机组的两相接地短路试验结果及分析  59
  6.3 模型校验  59-62
    6.3.1 稳态运行仿真重现  60
    6.3.2 故障试验仿真重现  60-62
  6.4 本章小结  62-63
结论  63-64
参考文献  64-67
致谢  67

双馈感应风电机组电磁暂态建模、控制及实证研究

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