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《太原理工大学》 2011年
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含风电场的电力系统小干扰稳定性分析

刘小林  
【摘要】:随着区域电网的互联,电力系统小干扰稳定性问题越来越受到人们的关注。风力发电因其无污染、可再生、技术成熟等优势,在电力系统中所占的比例逐渐增大。对于风电场接入电力系统后的小干扰稳定性分析成为当今研究的新课题。本文首先建立了风力发电机组及其简单系统的小干扰稳定性模型,分析了简单系统的振荡模式及其阻尼特性。在此基础上研究了风电场接入多机系统后,对系统小干扰稳定性的影响。论文的主要内容如下: (1)在Matlab/Simulink仿真软件平台上建立了风力发电机组机械部分的模型,它包括空气动力学模型、轴系模型以及桨距角控制系统模型;推导出了普通异步发电机、双馈感应发电机和永磁同步发电机在dq坐标系(同步旋转坐标系)下状态方程;建立了双馈感应风电机组和直驱永磁同步风电机组的变频器及其控制模型。 (2)在Matlab/Simulink仿真软件平台上分别搭建了普通异步风电机组、双馈感应风电机组和直驱永磁同步风电机组的简单系统模型。采用特征值分析法分析了风电机组的简单系统的振荡模式及其阻尼特性;并且通过计算振荡模式的参与因子来分析振荡模式产生的机理。分析结果表明:三种类型的风电机组构成的简单风力发电系统都存在振荡模式和衰减模式,而且振荡模式的阻尼比较大,具有较好的阻尼特性;对于简单异步风力发电系统,风力机的转速和轴系扭曲角是决定振荡模式的主要因子,发电机的暂态电势和风力机的桨距角是决定衰减模式的主要因子;对于简单双馈感应风力发电系统,发电机的转差率、发电机的暂态电势、风力机的转速和轴系扭曲角是决定振荡模式的主要因子,风力机的桨距角和变频器控制系统的参数是决定衰减模式的主要因子,对于简单直驱永磁同步风力发电系统,定子电流q轴分量、变频器控制系统的参数是决定振荡模式的主要因子,风力机的转速、变频器控制系统的参数以及定子电流d轴分量是决定衰减模式的主要因子。上述仿真分析,对于改善风电机组的小干扰稳定性具有一定的实用价值。 (3)在PSASP (电力系统综合分析软件)仿真软件上首先搭建IEEE三机七节点系统模型,然后将风电场接入到系统的母线上。考虑风电场的接入前后及其容量的情况下,分析普通异步机风电场、双馈感应机风电场、直驱永磁同步机风电场接入系统,对系统小干扰稳定性影响。仿真分析表明,普通异步机风电场接入系统,增大了系统振荡模式的阻尼比,有利于系统小干扰稳定,而双馈感应机风电场和直驱永磁同步机风电场接入系统减小了系统振荡模式的阻尼比,不利于系统小干扰稳定。随着风电场出力的增大,普通异步机风电场有利于系统小干扰稳定越来越明显,并且区域间振荡比局部振荡明显;而双馈感应机风电场和直驱永磁同步机风电场不利于系统小干扰稳定越来越明显,并且区域间振荡比局部振荡明显;最后,通过时域仿真观察发电机的功角曲线来验证分析的正确性。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM712

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王玉玺;VSC-HVDC供电系统暂态特性分析[D];华北电力大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 象山记者站 陈光曙 丁华 记者 王量迪;象山风电建设风生水起[N];宁波日报;2011年
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7 记者 张一龙 通讯员 王皑 林霞;三座风电场将接入山西电网[N];中国电力报;2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邢洁;运行参数变化对电力系统小干扰稳定性的影响[D];上海交通大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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