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论文文献
| 标题: |
大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究 |
| 作者: |
关宏亮 |
| 所属专业方向: |
电力系统 |
| 摘要: |
稳定性是影响大电网区域互联的关键性因素，其中区域间和区域内的弱阻尼或
尼问题备受关注。作为技术最成熟的可再生能源利用方式，风力发电在电力系
所占比例越来越高。对于大规模风电接入电力系统后的系统小干扰稳定及阻尼
的影响还没有得到充分全面的研究。本文建立了风电机组及简单系统的线性化
方程，以实际互联电力系统为例，研究了风电场对系统小干扰稳定及阻尼特性
响，提出了改善系统阻尼的风电机组稳定控制模型。论文主要贡献如下：
(1)建立了风电机组的空气动力学模型、轴系模型及桨距角控制系统模型用于小
稳定分析的线性化状态方程；推导了异步发电机、双馈感应发电机和永磁同步
机在同步旋转参考坐标系下的线性化动态方程；建立了变速风电机组（双馈变
电机组和永磁直驱风电机组）变频器及其控制系统模型的线性化状态方程。
(2)建立了包含异步风电机组、双馈变速风电机组和永磁直驱风电机组的简单风
电系统模型，建立了简单系统的小干扰稳定分析线性化状态方程，得出了状态
元素的参数表示形式。用特征值分析方法研究了三种类型风电机组引入的振荡
，分析了各种振荡模态产生的机理。结果表明，风电机组接入系统后引入了相
振荡模态，这些振荡模态主要与风电机组机械系统及变频器控制系统相关，具
好的阻尼特性。
(3)在仿真软件DIgSILENT/Power Factory中建立了风电场及电力系统模型。考
电场出力及电力系统旋转备用等的变化情况，研究了风电场采用不同类型风电
接入电力系统后，对系统低频振荡模态及阻尼特性影响的机理。从理论及仿真
面分析得出结论，在论文所研究的电力系统中，风电场采用异步风电机组时能
一定程度上改善系统阻尼，而采用双馈变速风电机组和永磁直驱风电机组时在
程度上降低了系统阻尼。
(4)提出了变速风电机组的稳定控制模型，在系统发生低频功率振荡时，双馈变
电机组以发电机转差率为输入信号，永磁直驱风电机组以系统频率为输入信
利用变频器控制系统对风电机组输出电磁功率进行快速控制，使变速风电机组
统注入与低频振荡相关的阻尼功率，削弱系统功率振荡。在仿真软件所建立的
系统模型中，验证了变速风电机组稳定控制模型的有效性。仿真结果表明，论
提出的风电机组稳定控制模型能够有效改善系统阻尼，增强系统动态稳定性。 |
| 关键字: |
风电机组，风电场，电力系统，小干扰稳定，阻尼特性 |
| 来源: |
CNKI |
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大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究 |
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狗仔卡
发表于 2009-12-27 22:02:40
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