双馈风机机电暂态特性建模与分析

发布时间：2017-08-08 03:19

  本文关键词：双馈风机机电暂态特性建模与分析

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【摘要】：随着风电的大规模接入,风电已经成为电力系统中除同步机以外的另一类重要电源。风电机组在电网发生故障下的暂态行为对于电力系统的安全稳定研究来说十分重要。现有风机模型将风电仅仅考虑为恒功率源或者电流源,忽视了其与同步机同样重要的地位,也不利于系统暂态稳定分析。另外,传统风机的控制设计是以强电网为假设,所以传统模型也是在强电网的背景下建立。而在弱电网情况下,并网设备功率的变化会较明显地影响风机接入点电压矢量的动态变化。尤其是在电网发生故障时,风机的某些控制结构可能引发风电与电网动态的相互作用,从而可能导致系统失去同步稳定。因此,为了研究复杂电网环境下风机表现出的暂态特性以及对电网动态稳定的影响,本论文以双馈风电机组为研究对象,建立了双馈风机的机电暂态模型。本文首先介绍了双馈风电机组的基本控制原理以及它的数学模型。然后结合转子侧、网侧变换器的控制方法提出了风电机电暂态模型的简化思想,解释了双馈风机内电势的物理意义,并以内电势为接口建立模型与电网的连接关系。然后,分析了弱电网环境下锁相环的动态响应特性,以及其动态响应对双馈风机机电暂态行为和暂态同步特性的影响,提出在风电机电暂态模型中考虑锁相环动态的重要性。最后,建立了适用于不对称故障下的双馈风机简化模型并考虑了负序控制对双馈风机机电暂态模型的影响。在MATLAB/SIMULINK中实现了模型的构建,并且对以上分析结果进行了仿真验证。
【关键词】：双馈型风电机组 电网标准 转子侧 网侧变换器 锁相环 机电暂态模型
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题背景及研究意义8-9
• 1.2 电网故障下双馈风机的暂态建模研究现状9-13
• 1.3 本文的主要工作13-15
• 第2章 双馈风机的基本控制策略与数学模型15-27
• 2.1 双馈风机系统结构15-16
• 2.2 双馈风机机械部分的基本原理与数学模型16-18
• 2.3 双馈电机的数学模型18-20
• 2.4 双馈风机的机电控制策略20-22
• 2.5 双馈风机的电磁控制策略22-23
• 2.6 双馈风机的暂态控制策略23-26
• 2.7 本章小结26-27
• 第3章 双馈风机机电暂态建模27-41
• 3.1 双馈风机的模型结构27
• 3.2 机械部分控制建模27-30
• 3.3 电气控制建模30-37
• 3.4 暂态控制模块37-38
• 3.5 模型验证38-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第4章 锁相环对双馈风机机电暂态行为的影响41-52
• 4.1 锁相环基本工作原理41-42
• 4.2 锁相动态对于双馈风机机电暂态行为的影响42-43
• 4.3 锁相动态对双馈风机同步特性的影响43-46
• 4.4 仿真验证46-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 负序控制对双馈风机机电暂态行为的影响52-63
• 5.1 引言52
• 5.2 负序控制下双馈风机的机电暂态模型52-59
• 5.3 基于正负序分解原理的锁相环59-61
• 5.4 仿真结果及分析61-62
• 5.5 本章小结62-63
• 第6章 总结与展望63-65
• 6.1 总结63-64
• 6.2 展望64-65
• 附录65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-71

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1 汪雅静;双馈风机机电暂态特性建模与分析[D];华中科技大学;2015年

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本文编号：638009