风电机组 电力系统 小干扰稳定 特征值分析法 振荡模式 阻尼特性论文

风电机组论文：含风电场的电力系统小干扰稳定性分析

【中文摘要】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...

【英文摘要】With the growth of interconnected power systems, problem related to small signal stability of power system have been concerned with people more and more. Wind power is

increasing in power system, owning to its advantages of no pollution, reproducibility, and the most mature technology. However, small signal stability analysis of power system connected to wind farm have become a new subject today. In this paper,the modle of a simple wind farm with wind turbine genetators are established,oscillation modes and...

【关键词】风电机组 电力系统 小干扰稳定 特征值分析法 振荡模式 阻尼特性

【英文关键词】wind turbine generator power system small signal stability Eigenvalue analysis Oscillation mode Damping characteristics

【目录】含风电场的电力系统小干扰稳定性分析3-511-21

ABSTRACT5-7

目录8-11

摘要

第一章 绪论

1.2 国内外

1.1 课题研究的目的和意义11-12

风力发电的发展现状概述12-1414-19

1.3 国内外研究现状

14-15

1.3.2 风电1.3.3 风电场接

1.3.1 风力发电技术的发展

场的电力系统小干扰稳定性研究现状入电力系统其他问题研究17-1818-19

15-17

1.3.4 改善措施

第二章 小干扰稳定

1.4 本文研究的内容19-21

性分析的基础21-3321-23

2.1 小干扰稳定分析概述

2.2.1 特征2.2.3 时域仿真

2.2 小干扰稳定性分析方法23-26

2.2.2 频率分析法

24

值分析法23-24

法24-252.2.4 非线性理论分析法

26-32

25-262.3 特征值

分析法的基本概念27-28灵敏度30比31

2.3.1 振荡模式与模态

2.3.3

2.3.2 特征值与特征向量的性质28-302.3.4 相关因子30-312.3.6 阻尼比31-32

2.3.5 机电回路相关

2.4 本章小结32-33

3.1 风电机3.3 轴系3.5 坐标

第三章 风电机组机械部分建模及坐标变换33-43组的概念33-35模型36-38系变换39-41

3.2 空气动力学模型35-363.4 桨距角控制系统模型38-393.6 本章小结41-43

第四章 含风电场的

简单系统小干扰稳定性43-71系统分析43-49

4.1 普通异步风力发电的简单

4.1.2 简单

4.1.1 异步发电机模型44

系统的小干扰稳定模型44-4848-4949-61器模型53

4.1.3 简单系统分析

4.2 双馈感应风力发电的简单系统分析4.2.1 双馈感应发电机模型4.2.3 变频器控制模型

50-5353-56

4.2.2 变频4.2.4 双馈感

应风电机组的动态模型5656-58

4.2.5 简单系统的小干扰稳定模型

4.3 直驱永磁同步

4.2.6 简单系统分析58-61

风力发电的简单系统分析61-6961-62型63-6565-66

4.3.1 永磁同步发电机模型

4.3.3 变频器控制模

4.3.2 变频器模型62-63

4.3.4 直驱永磁同步风电机组的动态模型4.3.5 简单系统的小干扰稳定模型66-67

4.4 本章小结

69-71

4.3.6

简单系统分析67-69第五章 风电

场对电力系统的小干扰稳定性影响71-85元件的模型71-75步发电机的数学模型73-74

5.1 风电场及常规

5.1.2 同

5.1.1 风电场模型71-7272-73

5.1.3 励磁系统的数学模型

5.2

5.1.4 电力系统稳定器的数学模型74-75

5.2.1 普通异步机风电场对系统的影响

算例分析75-8376-7777-7979-8083-8585-8693-95

5.2.2 双馈感应机风电场对系统的影响5.2.3 直驱永磁同步机风电场对系统的影响5.2.4 时域仿真80-83第六章 总结与展望85-876.2 展望86-87

5.3 本章小结6.1 总结

致谢

参考文献87-93

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