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大型风电场接入电网的小干扰稳定分析

作　者: 宋亮亮
导　师: 林俐
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 风电场小干扰稳定灵敏度分析电力系统
分类号: TM712
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

针对大型风电场接入电网引起对稳定性问题的日益关注,文章分析了含风电场系统小扰动稳定问题,研究了风电接入电网对系统的阻尼特性的影响。作为研究基础,论文首先详细的介绍了目前风电并网常用的三种风电机组模型,并在李雅普诺夫第一稳定理论的基础上得出了适合系统小扰动稳定分析的风电机组线性化方程。文章研究了不同机型风电机组自身的阻尼特性,分析了风机出力,并网点短路比,控制器方式等对阻尼特性的影响,同时重点研究了风力发电机及控制器主要参数对关键振荡模式的影响。在风电场接入多机系统小干扰稳定分析中,根据接入受端电网和送端电网两种情况,研究了旋转备用不变和联络线功率不变下风电场对系统阻尼分布以及原有同步机的影响,并与采用同步机替代风电场情况进行了特性对比。

全文目录

摘要  3
ABSTRACT  3-6
第一章绪论  6-10
  1.1 选题背景和意义  6-7
    1.1.1 国内外风力发电发展现状  6-7
    1.1.2 风电场并网稳定性问题  7
  1.2 国内外相关研究现状  7-9
    1.2.1 风电机组模型的研究  7-8
    1.2.2 含风电场电力系统小干扰稳定性研究  8-9
  1.3 论文主要工作  9-10
第二章风电机组模型研究  10-28
  2.1 引言  10-11
  2.2 基于普通异步发电机的风电机组  11-16
    2.2.1 异步发电机模型  11-14
    2.2.2 异步发电机功率方程  14-15
    2.2.3 风力机轴系模型  15
    2.2.4 风力机转矩控制模型  15-16
  2.3 基于最优滑差式异步发电机的风电机组  16-20
    2.3.1 最优滑差式发电机模型  16-18
    2.3.2 最优滑差式风力机控制系统  18-20
  2.4 基于双馈感应发电机的风电机组  20-27
    2.4.1 双馈发电机模型  21-23
    2.4.2 发电机侧控制系统模型  23-26
    2.4.3 风力机及控制系统模型  26-27
  2.5 小结  27-28
第三章风电场系统小干扰稳定问题分析  28-38
  3.1 引言  28-29
  3.2 特征值分析相关概念  29-32
    3.2.1 特征向量,模式和模态  29-30
    3.2.2 相关因子及回路相关比  30-31
    3.2.3 特征根对参数变化的灵敏度  31-32
    3.2.4 电力系统低频振荡模式  32
  3.3 风力发电系统小干扰稳定模型  32-37
    3.3.1 基于普通异步发电机的风电机组线性模型  32-35
    3.3.2 基于最优滑差异步发电机的风电机组线性模型  35-36
    3.3.3 双馈风电机组线性模型  36-37
  3.4 小结  37-38
第四章风电机组的阻尼特性分析  38-56
  4.1 引言  38
  4.2 普通异步风力发电机组阻尼特性  38-44
    4.2.1 不同无功补偿方式下特征值分布  38-41
    4.2.2 风电机组参数对阻尼的影响  41-44
  4.3 最优滑差式异步风电机组阻尼特性  44-48
    4.3.1 系统特征值分布  44-45
    4.3.2 电流控制器参数对阻尼影响  45-48
  4.4 双馈式异步风力发电机组阻尼特性  48-55
    4.4.1 不同无功控制方式下系统阻尼分布  48-53
    4.4.2 功率控制环节参数对阻尼影响  53-55
  4.5 小结  55-56
第五章大规模风电场接入电网小干扰稳定分析  56-64
  5.1 引言  56
  5.2 风电场接入送端电网  56-60
  5.3 风电场接入受端电网  60-63
  5.4 小结  63-64
第六章结论及展望  64-66
  6.1 结论  64-65
  6.2 展望  65-66
参考文献  66-69
致谢  69-70
在校期间发表的论文和参加科研情况  70

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