双馈风电机组并网对电压稳定性影响研究

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1、学校代号10532学号S12092105分类号TM712密级公开硕士学位论文双馈风电机组并网对电压稳定性影响研究学位申请人姓名王继飞培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称李培强副教授学科专业电气工程研究方向电力系统分析与控制论文提交日期2015年4月10日学校代号：10532学号：S12092105密级：公开湖南大学硕士学位论文双馈风电机组并网对电压稳定性影响研究学位申请人姓名：王继飞导师姓名及职称：李培强副教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2015年4月10日论文答辩日期：2015年5月17日答辩委员会主席：姚建刚教授StudyonPo

2、werSystemVoltageStabilitywiththeIntegrationofDFIGbyJIFEIWangB.E.(DalianUniversityofTechnology)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorLIPeiqiangApril,

3、2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加ＬＵ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个。人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名＞；韦姑曰期；言＾年主月＾曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子販，允许论文被查阅和借阅。本人授权溯南大学可Ｗ将本学位

4、论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密□＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）扛；作者签名；Ｗ長曰期＞少年钉曰＂；＾导师签名日期：於《年Ｉ月日Ｉ双馈风电机组并网对电压稳定性影响研究摘要随着风力发电并网容量的逐年增加，大规模风电并网对电网的稳定性影响已不容忽视。因此，对风电机组并网引起的电网电压稳定问题和故障穿越能力的研究有着重要的现实意义。本文利用电力系统分析软件（PowerSystemAnalysisToolb

5、ox，PSAT）和PSCAD/EMTDC实验仿真平台，针对双馈式风电机组(Doubly-fedInductionGenerator，DFIG)对电网静态电压稳定性及其暂态穿越能力展开研究工作。主要工作在如下三个方面：（1）基于PSAT搭建了包含等效DFIG风电场的NewEngland10机39节点系统，采用模态分析方法,研究了DFIG在不同接入位置和不同电气距离情况下对电力系统静态电压稳定性的影响。仿真分析表明：DFIG接入重负荷区域有助于提高系统的静态电压稳定性；与主电网的电气距离的增大会降低风电场及附近区域的静态电压稳定性，其影响效果因接入位置的不同会出现差异。（2

6、）基于PSCAD/EMTDC建立了包含撬棒（Crowbar）保护电路的DFIG单机模型，为有效评估DFIG的暂态行为，分析了电网故障期间撬棒投入后的机组定转子电流特性，分析了两种典型撬棒控制策略下的机组动态响应，提出了一个评价机组动态响应的指标函数，比较分析仿真结果，得出了DFIG在不同电压跌落深度情况下的实现低电压穿越（LowVoltageRideThrough，LVRT）的撬棒优化控制策略。（3）基于PSCAD/EMTDC建立了DFIG等效风电场群，针对现有风电场存在的暂态弱生存性问题，综合考虑DFIG、低电压保护电路和无功补偿设备，对风电场实现故障穿越的控制策略进

7、行优化。分析了风电机组的稳态无功输出和故障暂态时保护电路作用下的无功输出能力，以及风电场无功补偿设备的暂态动作特性。针对故障时机端电压的不同变化时段，提出了综合考虑各个元件的动态性能的优化控制策略，通过进行算例仿真，验证了该方法的合理性与可行性。关键词：风力发电；双馈风电机组；模态分析；Crowbar电路；直流卸荷电路；低电压穿越；风电场等效；电压稳定II硕士学位论文AbstractWiththeannualincreaseofwindpowergenerationcapacity,theinfluenceoflarge-scalewin