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直驱永磁同步风机的小干扰稳定性研究

万千惠  
【摘要】:近年来,随着更多政策支持发展可再生能源,风力发电容量增长迅速,大型风电并网面临巨大挑战。至今为止,很多研究都是针对双馈感应风力发电机(DFIG)并入电网的稳定性分析,而很少对直驱永磁同步风力发电机(DDPMSG)进行研究。然而,直驱永磁同步风机在很多方面具有明显优势,将是未来的趋势。此外,与暂态稳定和低电压穿越(LVRT)的研究相比,对直驱永磁同步风机并入电力系统的小干扰稳定性研究更是不足。因此,本文旨于对直驱永磁同步机并入系统对电力系统的小干扰稳定性影响进行研究分析。首先简要介绍了本文的研究背景和意义、直驱永磁同步风机的结构原理、控制策略、发展现状和前景,以及关于风电接入电力系统的功角稳定研究概述。然后给出了直驱永磁同步风机各个组成部分的数学模型,进而得出了完整的13阶线性化模型。在其基础上,进行部分简化,得到直驱永磁同步发电机的简化模型及5阶线性化模型。基于将直驱永磁同步风机处理为系统反馈的思路,推导了直驱永磁同步风机的反馈控制器传递函数。介绍了含PMSG的电力系统小干扰稳定分析直接算法,并提出了含PMSG的电力系统小干扰稳定分析间接算法的原理和过程。最后,本文基于新英格兰电力系统对含PMSG的电力系统小干扰稳定性间接算法的可行性进行验证分析。并对直驱永磁同步风机的参数、直驱永磁同步风机的接入位置和接入方式对系统小干扰稳定型的影响进行了分析。本文所研究内容对于含直驱永磁同步风机的电力系统小干扰稳定简化计算具有实际意义,对于研究PMSG的不同参数、接入位置及接入方式对系统小干扰稳定的影响具有一定参考价值。


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