雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)調(diào)頻的控制策略研究

【摘要】：風(fēng)力發(fā)電作為綠色可再生能源近年來在我國快速發(fā)展，風(fēng)電在電網(wǎng)中的比例也不斷提高，使風(fēng)電場像常規(guī)電廠一樣承擔(dān)電網(wǎng)的調(diào)頻任務(wù)成為了新要求。在各個風(fēng)電場中，雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組因變速運(yùn)行且控制特性靈活，已成為主流機(jī)型。本文就雙饋風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)的問題進(jìn)行研究，并取得了以下成果： （1）建立了風(fēng)力機(jī)和雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，研究了該機(jī)組的工作原理和功率流動關(guān)系，提出了轉(zhuǎn)子側(cè)變流器與網(wǎng)側(cè)變流器的矢量定向控制策略，并分析了雙饋機(jī)組的最大功率追蹤過程，為機(jī)組頻率策略的研究提供了理論基礎(chǔ)。 （2）在雙饋機(jī)組變速運(yùn)行以追蹤最大功率的模式下，研究了雙饋風(fēng)電機(jī)組對系統(tǒng)頻率變化的響應(yīng)特性；闡述了大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對系統(tǒng)整體轉(zhuǎn)動慣量和其一次調(diào)頻能力的影響，以及風(fēng)電滲透率不斷提高后系統(tǒng)頻率的波動結(jié)果。為了雙饋機(jī)組頻率策略的研究，還介紹了同步機(jī)組的慣性響應(yīng)和一次調(diào)頻過程。 （3）分析了系統(tǒng)頻率波動時(shí)雙饋機(jī)組的功率控制能力，給出了風(fēng)電機(jī)組輸出功率隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律，從而表明雙饋風(fēng)電機(jī)組具有參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)的潛在能力。此外，還針對風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速的不同響應(yīng)程度提出了變速風(fēng)電機(jī)組虛擬轉(zhuǎn)動慣量的概念，并推導(dǎo)出了其具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 （4）基于雙饋機(jī)組的功率追蹤過程，提出了雙饋風(fēng)電機(jī)組的兩種頻率響應(yīng)策略。通過雙饋機(jī)組功率追蹤曲線的切換，實(shí)現(xiàn)了雙饋風(fēng)機(jī)的慣性響應(yīng)控制；通過雙饋機(jī)組載荷度的變化，實(shí)現(xiàn)了雙饋風(fēng)機(jī)的一次頻率控制，并闡述了兩種頻率控制策略的具體方式和詳細(xì)過程。 （5）在Matlab/Simulink仿真軟件中建立了電力系統(tǒng)的仿真模型，對本文所述的雙饋機(jī)組頻率控制策略進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明雙饋機(jī)組具有良好的頻率響應(yīng)特性，與同步發(fā)電機(jī)組一樣可對系統(tǒng)頻率提供動態(tài)支持，即驗(yàn)證了本文所提控制方案的有效性。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組(DFIG) 頻率調(diào)節(jié) 慣性響應(yīng)控制 一次頻率控制
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 風(fēng)電機(jī)組的類型11-13
• 1.2.2 頻率控制策略的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 雙饋風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行原理17-33
• 2.1 雙饋風(fēng)電機(jī)組的基本原理17-19
• 2.1.1 雙饋機(jī)組的變速恒頻原理17-18
• 2.1.2 雙饋機(jī)組的功率關(guān)系18-19
• 2.2 風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型19-24
• 2.2.1 風(fēng)速的組合模型19-21
• 2.2.2 風(fēng)力機(jī)功率特性21-23
• 2.2.3 軸系的數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.3 雙饋風(fēng)電機(jī)組的矢量控制策略24-30
• 2.3.1 雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型24-26
• 2.3.2 變流器的數(shù)學(xué)模型26-27
• 2.3.3 轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的矢量控制策略27-29
• 2.3.4 網(wǎng)側(cè)變流器的矢量控制策略29-30
• 2.4 風(fēng)機(jī)運(yùn)行區(qū)間及最大功率追蹤30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 含雙饋風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)頻率響應(yīng)分析33-40
• 3.1 電網(wǎng)頻率的調(diào)節(jié)33-37
• 3.1.1 同步發(fā)電機(jī)的慣性響應(yīng)33-34
• 3.1.2 系統(tǒng)頻率的一次調(diào)節(jié)34-36
• 3.1.3 系統(tǒng)頻率的二次調(diào)節(jié)36-37
• 3.2 風(fēng)機(jī)并網(wǎng)對系統(tǒng)頻率的影響37-38
• 3.2.1 對慣性響應(yīng)的影響37-38
• 3.2.2 對一次調(diào)頻的影響38
• 3.3 不同風(fēng)電滲透率時(shí)電網(wǎng)頻率的響應(yīng)分析38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 雙饋風(fēng)電機(jī)組的頻率控制策略40-56
• 4.1 雙饋機(jī)組的調(diào)頻能力分析40-43
• 4.1.1 雙饋機(jī)組的輸出功率控制40-42
• 4.1.2 雙饋機(jī)組的虛擬轉(zhuǎn)動慣量42-43
• 4.2 基于功率追蹤曲線切換的慣性控制策略43-47
• 4.2.1 雙饋機(jī)組的功率控制模式43-45
• 4.2.2 雙饋機(jī)組的‘隱含’慣量45
• 4.2.3 功率追蹤曲線切換的慣性控制45-47
• 4.3 基于載荷度變化的一次頻率控制策略47-50
• 4.3.1 雙饋機(jī)組的功率備用方法47-48
• 4.3.2 載荷度變化的一次頻率調(diào)節(jié)48-50
• 4.4 兩種頻率控制策略的仿真分析及對比50-55
• 4.4.1 雙饋機(jī)組慣性控制的仿真分析51-52
• 4.4.2 雙饋機(jī)組一次調(diào)頻的仿真分析52-54
• 4.4.3 兩種頻率控制策略的比較54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 結(jié)論與展望56-58
• 1. 結(jié)論56-57
• 2. 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果61-62
• 致謝62

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

充裕性資源協(xié)同參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的風(fēng)電消納能力分析模型    凡鵬飛;張粒子;謝國輝;

雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)新方法    薛迎成;邰能靈;劉立群;楊興武;金楠;熊寧;

變速風(fēng)電機(jī)組調(diào)頻特性分析及風(fēng)電場時(shí)序協(xié)同控制策略    何成明;王洪濤;孫華東;陳得治;

e-治理與電子民主主義——以韓國住宅小區(qū)為例    權(quán)世振;

“十二五”廣西電網(wǎng)接納風(fēng)電能力分析    黎敏;

    

    

    

    

    

雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)調(diào)頻的控制策略研究    張志恒