雙饋風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)行為及其對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性影響.pdf

1、為了深入認(rèn)識(shí)電網(wǎng)擾動(dòng)下雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)(DFIG)的暫態(tài)行為，分析了機(jī)電解耦條件和機(jī)電解耦導(dǎo)致的結(jié)果。然后針對(duì)單機(jī)(DFIG)無(wú)窮大系統(tǒng)，定義了DFIG功角并分析其暫態(tài)行為，揭示了雙饋電機(jī)的機(jī)電解耦性所導(dǎo)致的功角暫態(tài)行為的物理本質(zhì)--純粹的電磁暫態(tài)過(guò)程，具有快變特點(diǎn)。功角快變特性的外在表現(xiàn)是電網(wǎng)擾動(dòng)后的有功功率快恢復(fù)特性。通過(guò)仿真分析和動(dòng)模試驗(yàn)檢驗(yàn)了理論分析的正確性。
　　 為了研究風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性的影響，提出了雙饋風(fēng)

2、電場(chǎng)動(dòng)態(tài)頻率特性的概念，通過(guò)數(shù)學(xué)證明，給出了判定雙饋風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)阻尼影響的性質(zhì)及大小的判據(jù)：相頻特性決定阻尼的性質(zhì)，幅頻特性決定阻尼大小。研究發(fā)現(xiàn)，DFIG動(dòng)態(tài)頻率特性與勵(lì)磁控制參數(shù)密切相關(guān)，雙閉環(huán)PI控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)對(duì)DFIG的動(dòng)態(tài)頻率特性有顯著影響，進(jìn)而造成DFIG的阻尼大小甚至阻尼性質(zhì)因調(diào)節(jié)器參數(shù)變化而發(fā)生顯著改變。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了植于風(fēng)電變流器上的附加阻尼控制器，利用電力系統(tǒng)分析綜合程序(PSASP)，通過(guò)二區(qū)域

3、和多區(qū)域的算例分析證實(shí)，該控制策略具有提高電力系統(tǒng)阻尼的明顯效果，而且具有參數(shù)易整定、調(diào)試方便和易于工程實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。
　　 為了研究含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，分析了雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)功角快變特性對(duì)常規(guī)同步發(fā)電機(jī)(SG)的首擺穩(wěn)定性產(chǎn)生的重要影響。研究發(fā)現(xiàn)，DFIG和SG的功角搖擺曲線可能存在兩類交點(diǎn)--主動(dòng)交越點(diǎn)和被動(dòng)交越點(diǎn)，交越的性質(zhì)決定了DFIG對(duì)SG穩(wěn)定性影響的性質(zhì)。大擾動(dòng)時(shí)，SG的首擺期間有主動(dòng)交越交點(diǎn)，DFIG將降低系

4、統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性；后續(xù)搖擺期間有被動(dòng)交越交點(diǎn)，DFIG起正阻尼作用。在此研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了DFIG的暫態(tài)功角控制策略，該控制策略能對(duì)風(fēng)電場(chǎng)附近的常規(guī)同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生顯著致穩(wěn)作用，提高了含風(fēng)電的混合電力系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。
　　 為了揭示雙饋風(fēng)電機(jī)組的軸系扭振機(jī)理，基于電磁轉(zhuǎn)矩的觀點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)雙閉環(huán)PI調(diào)節(jié)參數(shù)和前饋補(bǔ)償參數(shù)是影響電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的兩個(gè)關(guān)鍵因素。由于設(shè)計(jì)用的互感系數(shù)很難保證就是電機(jī)的實(shí)際參數(shù)，故存在或正、或負(fù)的誤差，誤差的正、負(fù)性