收藏本站
《天津大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双馈风电机组的暂态行为及其对电力系统稳定性影响

郝正航  
【摘要】:为了深入认识电网扰动下双馈风力发电机(DFIG)的暂态行为,分析了机电解耦条件和机电解耦导致的结果。然后针对单机(DFIG)无穷大系统,定义了DFIG功角并分析其暂态行为,揭示了双馈电机的机电解耦性所导致的功角暂态行为的物理本质—纯粹的电磁暂态过程,具有快变特点。功角快变特性的外在表现是电网扰动后的有功功率快恢复特性。通过仿真分析和动模试验检验了理论分析的正确性。 为了研究风电场对电力系统小扰动稳定性的影响,提出了双馈风电场动态频率特性的概念,通过数学证明,给出了判定双馈风电场对电力系统阻尼影响的性质及大小的判据:相频特性决定阻尼的性质,幅频特性决定阻尼大小。研究发现,DFIG动态频率特性与励磁控制参数密切相关,双闭环PI控制器的比例系数、积分系数对DFIG的动态频率特性有显著影响,进而造成DFIG的阻尼大小甚至阻尼性质因调节器参数变化而发生显著改变。在此基础上,设计了植于风电变流器上的附加阻尼控制器,利用电力系统分析综合程序(PSASP),通过二区域和多区域的算例分析证实,该控制策略具有提高电力系统阻尼的明显效果,而且具有参数易整定、调试方便和易于工程实现的优势。 为了研究含风电场的电力系统暂态稳定性,分析了双馈感应发电机功角快变特性对常规同步发电机(SG)的首摆稳定性产生的重要影响。研究发现,DFIG和SG的功角摇摆曲线可能存在两类交点—主动交越点和被动交越点,交越的性质决定了DFIG对SG稳定性影响的性质。大扰动时,SG的首摆期间有主动交越交点,DFIG将降低系统的暂态稳定性;后续摇摆期间有被动交越交点,DFIG起正阻尼作用。在此研究基础上,设计了DFIG的暂态功角控制策略,该控制策略能对风电场附近的常规同步发电机产生显著致稳作用,提高了含风电的混合电力系统整体稳定性。 为了揭示双馈风电机组的轴系扭振机理,基于电磁转矩的观点,发现双闭环PI调节参数和前馈补偿参数是影响电磁转矩性质的两个关键因素。由于设计用的互感系数很难保证就是电机的实际参数,故存在或正、或负的误差,误差的正、负性和大小对阻尼转矩的方向和大小有直接影响。上述两个独立因素共组合为4种情形,研究了各种情形下电磁转矩的阻尼性质,揭示了2种将产生电气负阻尼和可导致轴系扭振的情形。为了辨识和监测轴系扭振,还提出自然工况下轴系扭转模式、电磁模式的在线辨识方案,引入子空间法进行系统辨识和振荡模式提取。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM712

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 迟永宁;刘燕华;王伟胜;陈默子;戴慧珠;;风电接入对电力系统的影响[J];电网技术;2007年03期
2 岳程燕;田芳;周孝信;吴中习;李若梅;;电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真接口原理[J];电网技术;2006年01期
3 苑国锋,柴建云,李永东;新型转子电流混合控制的变速恒频异步风力发电系统[J];电网技术;2005年15期
4 张帆;徐政;;附加励磁阻尼控制抑制次同步谐振研究[J];电力系统自动化;2007年23期
5 谢小荣;刘世宇;张树卿;郭锡玖;李英伟;;附加励磁阻尼控制抑制多模态SSR的机理及其关键技术[J];电力系统自动化;2007年21期
6 杨思祥;李国杰;阮思烨;董健;;应用于DFIG风电场的VSC-HVDC控制策略[J];电力系统自动化;2007年19期
7 关宏亮;迟永宁;王伟胜;戴慧珠;杨以涵;;双馈变速风电机组频率控制的仿真研究[J];电力系统自动化;2007年07期
8 迟永宁;王伟胜;刘燕华;戴慧珠;;大型风电场对电力系统暂态稳定性的影响[J];电力系统自动化;2006年15期
9 胡家兵;孙丹;贺益康;赵仁德;;电网电压骤降故障下双馈风力发电机建模与控制[J];电力系统自动化;2006年08期
10 王成山;孙玮;王兴刚;;含大型风电场的电力系统最大输电能力计算[J];电力系统自动化;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘其辉;变速恒频风力发电系统运行与控制研究[D];浙江大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王立鹏;郭淑英;郭知彼;;双馈异步发电机的矢量控制[J];变流技术与电力牵引;2007年04期
2 苑国锋;李永东;;变频技术在变速恒频异步风力发电系统中的应用[J];变频器世界;2005年09期
3 郝正航;陈卓;戴培培;许克明;;多机系统多变量励磁控制下的阻尼守恒、阻尼竞争与阻尼协调[J];电工电能新技术;2006年04期
4 蒋平;顾伟;严伟佳;唐国庆;;基于多参数分岔分析方法的多机系统动态负荷裕度研究[J];电工技术学报;2007年03期
5 和萍;王克文;谢志棠;;利用改进Rayleigh商逆迭代法进行大系统特定模式降阶[J];电工技术学报;2007年04期
6 王守东,王强,张军;电力系统电压稳定问题分析研究[J];电工技术杂志;2001年10期
7 薛飞,殷鉴,陈允平;基于GPS和分群理论的华中电网暂态稳定预测[J];电力建设;2002年05期
8 殷鑑,薛飞,陈允平;分群理论在电力系统暂态稳定预测和控制中的应用[J];电力情报;2002年01期
9 车前里;唐寅生;;静止无功补偿装置的实用化技术与措施[J];电力设备;2006年06期
10 余贻鑫,王耀瑜,陈德生,赵国刚,郑卫洪;一种优越的电力系统状态估计方法——Hachtel方法及其实现[J];电力系统自动化;1993年05期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 王正风;白涧;;发电机无功功率与电力系统稳定运行[A];第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C];2006年
2 潘晓杰;任冲;;现代控制技术在抑制低频振荡中的应用[A];中南七省(区)电力系统专业委员会第二十二届联合学术年会论文集[C];2007年
3 杜志伟;赵峰;杜晓亚;;变速恒频风力发电机组的最大功率捕获的控制策略研究[A];第25届中国控制会议论文集(下册)[C];2006年
4 祝明佳;崔扬;黎平;;关于风电场风速分布参数的确定[A];第十一届全国电工数学学术年会论文集[C];2007年
5 范高锋;于德龙;任普春;陶程;戴慧珠;;变动风速作用下风电场对电网电压的影响分析[A];2006电力系统自动化学术交流研讨大会论文集[C];2006年
6 刘云;张晋华;王明新;曾南超;高锡明;贺智;余涛;;换流站集中控制中心研究[A];2006电力系统自动化学术交流研讨大会论文集[C];2006年
7 李姗姗;何凤有;吕现钊;李娜;;变速恒频交流电机风力发电技术[A];第九届全国电技术节能学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 律方成;可控串补阻尼电力系统低频振荡控制策略研究[D];华北电力大学;2000年
2 任雁铭;变电站计算机通信网络和系统的研究[D];华北电力大学;2000年
3 王铁强;电力系统低频振荡共振机理的研究[D];华北电力大学;2001年
4 吴浩;电力系统电压稳定研究[D];浙江大学;2002年
5 杨正瓴;时间序列中的混沌判定、预报及其在电力系统中的应用[D];天津大学;2003年
6 黄曼磊;H_∞控制理论在船舶电站中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
7 刘福斌;基于风险的电力系统安全评估、决策和市场运作[D];东南大学;2003年
8 许涛;电力系统安全稳定的智能挖掘[D];华北电力大学(北京);2004年
9 徐东杰;互联电力系统低频振荡分析方法与控制策略研究[D];华北电力大学(北京);2004年
10 滕林;电力系统暂态稳定在线决策算法的研究[D];华北电力大学(北京);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王瑞雪;基于PSASP扩展的风力发电系统综合分析程序[D];河海大学;2006年
2 赵珊珊;PSS与直流调制协调作用抑制低频振荡的研究[D];华北电力大学(北京);2006年
3 徐乐;双馈风电机组用双PWM变换器研究[D];湖南大学;2007年
4 万翔;大型绕线式异步电动机的静止进相器研究[D];西安理工大学;2005年
5 万江;蒙西电网暂态稳定分析及对策[D];华北电力大学;2001年
6 李凌志;电力系统低频振荡模式分析和阻尼特性研究[D];华北电力大学;2001年
7 张志坚;电压类预想事故分析方法的研究与应用[D];华北电力大学;2001年
8 殷明慧;电力系统结构保持模型稳定性分析的相关不稳定平衡点方法[D];南京理工大学;2002年
9 黄波;基于遗传算法的以△ω为反馈信号抑制电力系统低频振荡的励磁控制方法研究[D];广西大学;2002年
10 刘鹏;负荷特性对电压稳定性影响的研究[D];华北电力(北京)大学;2002年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 迟永宁;王伟胜;刘燕华;戴慧珠;;大型风电场对电力系统暂态稳定性的影响[J];电力系统自动化;2006年15期
2 李晶,王伟胜,宋家骅;变速恒频风力发电机组建模与仿真[J];电网技术;2003年09期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 申洪;变速恒频风电机组并网运行模型研究及其应用[D];中国电力科学研究院;2003年
2 金鑫;风力发电机组系统建模与仿真研究[D];重庆大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苑国锋;李永东;;变频技术在变速恒频异步风力发电系统中的应用[J];变频器世界;2005年09期
2 郝正航;陈卓;戴培培;许克明;;多机系统多变量励磁控制下的阻尼守恒、阻尼竞争与阻尼协调[J];电工电能新技术;2006年04期
3 吴青华,蒋林;非线性控制理论在电力系统中应用综述[J];电力系统自动化;2001年03期
4 武志刚,张尧,郑风雷,宋文南,余贻鑫;电力系统特征值与状态变量对应关系分析[J];电力系统自动化;2001年10期
5 葛俊,童陆园,耿俊成,王仲鸿,陈全世;可控串联电容补偿器的负阻尼特性研究[J];电力系统自动化;2001年23期
6 林姿峰,闵勇;基于超导储能的小扰动动态安全在线评估[J];电力系统自动化;2004年18期
7 贾宏杰,余晓丹,余贻鑫;并联电容补偿导致负阻尼现象成因初探[J];电力系统自动化;2005年06期
8 柴旭峥;刘世宇;姜齐荣;谢小荣;梁曦东;;紧凑型线路参数特性对次同步谐振问题的影响[J];电力系统自动化;2007年10期
9 刘晓鹏,吕世荣,郭强,夏道止;小干扰稳定性部分特征值分析的多重变换法[J];电力系统自动化;1998年09期
10 兰洲,倪以信,甘德强;现代电力系统暂态稳定控制研究综述[J];电网技术;2005年15期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘洪涛;新型直流输电的控制和保护策略研究[D];浙江大学;2003年
2 卞松江;变速恒频风力发电关键技术研究[D];浙江大学;2003年
3 刘其辉;变速恒频风力发电系统运行与控制研究[D];浙江大学;2005年
4 董存;电力系统大扰动下的电压稳定域和实用动态安全域[D];天津大学;2005年
5 杨淑英;双馈型风力发电变流器及其控制[D];合肥工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李春兰;风电系统故障分析——并网型风力发电机接入点故障分析[D];大连理工大学;2003年
2 张洋;风电场无功补偿容量及其控制方法的研究[D];东北电力大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宁玉泉;新型双馈变速凸极同步电机[J];中国工程科学;2004年12期
2 寇斐;;GS剩余电流动作保护器在风力发电系统中的应用[J];低压电器;2008年07期
3 杨健;;1.5MW双馈风力发电机的工程应用实例[J];上海大中型电机;2010年03期
4 金晓晨,张清森;自控式双馈调速异步电动机位置检测器的定位[J];鞍山钢铁学院学报;1995年02期
5 陈雷,邢作霞,李强;双馈变速恒频风力发电机稳态运行特性[J];沈阳工业大学学报;2004年02期
6 张保会,康小宁,薄志谦;发电厂送出线重合闸时机的优选与捕捉[J];中国电机工程学报;1995年03期
7 李晶,宋家骅,王伟胜;考虑变频器特性的变速恒频双馈风力发电机组控制策略的研究与仿真[J];电网技术;2004年21期
8 汤涌;;电力系统强迫功率振荡的基础理论[J];电网技术;2006年10期
9 贾石峰;;变速恒频双馈风力发电机系统的研究[J];甘肃科学学报;2008年04期
10 吴正文;;在提高电力系统稳定中高压直流输电控制的作用分析[J];科技创新导报;2010年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李佳奇;潘磊;孙黎翔;;1.5MW双馈式风电机组低电压穿越变桨系统控制策略[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
2 王佳;章跃进;;交流励磁双馈风力发电机磁场重构法[A];第十六届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2011年
3 吴世展;;兆瓦级双馈风力发电机设计[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
4 李维华;曹仁贤;;变速风力发电系统逆变器的研究[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
5 蒋方军;钟宜生;解学书;;发电机鲁棒励磁控制及仿真比较研究[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
6 刘红超;李兴源;王路;邱晓燕;;多馈入直流输电系统中直流调制的协调优化[A];“电力大系统灾变防治和经济运行重大课题”部分专题暨第九届全国电工数学学术年会论文集[C];2003年
7 苑国锋;伍小杰;柴建云;李永东;王祥珩;王承煦;;双馈异步风力发电机矢量控制及并网研究[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
8 谢桦;张德宏;;双馈风力发电机组最大风能捕获控制方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 王远景;;发电机的鲁棒逆优化自适应控制方法研究[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
10 ;兰州兰电电机有限公司[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 樊玲;我区1.5兆瓦高速双馈风力发电机研制通过验收[N];华兴时报;2009年
2 记者 马钦麟;我区攻克风电核心部件制造技术[N];宁夏日报;2009年
3 记者 方亮;1436人次外国专家助力辽宁发展[N];辽宁日报;2010年
4 ;清华大学研发出双馈变速恒频风力发电技术[N];今日信息报;2003年
5 ;双馈变速恒频风力发电技术研制成功[N];今日信息报;2004年
6 通讯员 孙浩然 石荣宽;重能集团风电机组获国家支持[N];中国电力报;2009年
7 申军平;兆瓦级风力发电机又添新品[N];中国矿业报;2006年
8 记者 何旭 通讯员 申军平;永济电机公司签订国内最大一笔兆瓦级水冷双馈风电合同[N];人民铁道;2010年
9 通讯员 申军平 记者 赵中庸;我国兆瓦级双馈异步风力发电机标准草案制订完成[N];人民铁道;2006年
10 潘海滨;我双馈异步风力发电机变流器研制成功[N];中国工业报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郝正航;双馈风电机组的暂态行为及其对电力系统稳定性影响[D];天津大学;2011年
2 井艳军;双馈风电机组模型预测控制研究[D];沈阳工业大学;2011年
3 欧阳金鑫;变速恒频风电机组并网故障机理与分析模型研究[D];重庆大学;2012年
4 李辉;双馈水轮发电机系统建模与仿真及其智能控制策略的研究[D];重庆大学;2004年
5 陈仲伟;基于飞轮储能的柔性功率调节器关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
6 张雪焱;基于WAMS信息提高电力系统稳定性的若干控制措施研究[D];华北电力大学(北京);2010年
7 王晓东;大型双馈风电机组动态载荷控制策略研究[D];沈阳工业大学;2011年
8 陈思哲;双馈感应风力发电机组的控制研究[D];华南理工大学;2010年
9 王慧敏;双馈风力发电机积分滑模励磁控制与混合粒子群优化设计[D];天津大学;2010年
10 蔚兰;分布式并网发电系统低电压穿越问题的若干关键技术研究[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 戴晖;1.5MW双馈型风机变频器控制系统[D];江南大学;2010年
2 李晓钰;双馈风电机组参与电力系统调频的策略研究[D];华北电力大学;2012年
3 李强;双馈风电机组保护与系统保护协调研究[D];新疆大学;2013年
4 栾晓伟;双馈发电机励磁模糊控制实验研究[D];太原理工大学;2011年
5 张帆;双馈风机低电压穿越控制技术研究[D];东北电力大学;2012年
6 陈煜;新型储能双馈风电机组的运行与控制仿真研究[D];华中科技大学;2012年
7 姜传;提高双馈型风电机组低电压穿越能力的研究[D];华北电力大学(北京);2011年
8 窦金延;双馈变速风力发电机组控制系统的研究[D];山东科技大学;2011年
9 钱叶牛;双馈异步风电机组低电压穿越控制策略的研究[D];东北电力大学;2011年
10 张忠志;双馈风电机组并网稳定性研究[D];天津理工大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026