电网故障下双馈风机机电暂态过程研究

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1、分类号学号M201271228学校代码10487密级硕士学位论文电网故障下双馈风机机电暂态过程研究学位申请人：叶超学科专业：电气工程指导教师：袁小明教授答辩日期：2015年5月19日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringElectromechanicalTransientBehaviorofDFIG-basedWindTurbineunderGridFaultsCandida

2、te:ChaoYeMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.XiaomingYuanHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本

3、声明的法律结果由本人承担。学位论文笔者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文笔者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文笔者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要传统的电力系统由同步发电机构成

4、，因而所有同步发电机的转子运动过程共同构成了整个电力系统的机电暂态过程，并决定了这一时间尺度上电力系统的稳定性。然而随着近年来风电并网容量的迅猛增长，电力系统的机电暂态过程越来越多地受到风机机电暂态过程的影响，电力系统的机电暂态稳定性越来越多地受到风机机电暂态稳定性的影响。对风机机电暂态过程的深入研究，是理解和分析未来电力系统机电暂态过程和稳定问题的基础，具有非常重要的研究意义。本论文以双馈风机为例，深入刻画了电网故障下双馈风机的转子动态过程，分析影响风机机电暂态过程的各种潜在因素及作用机理。本文首先介绍了双馈风机

5、的基本结构和运行原理，介绍了稳态和暂态功率控制方式及同步方式。尔后，分析了电网故障下风机机电暂态过程的形成过程，从风机转子运动的输入和输出两个方面列举各种因素进行细致分析。在功率输入侧，分别分析了额定风速以下不同风速对应的电磁容量占用率对机电暂态过程的影响，及额定风速以上不同风速对应的不同机械特性对机电暂态过程的影响。在功率输出侧，从风机的暂态功率控制方式出发，分析了电压跌落深度、暂态无功电流控制系数及电网强度对故障期间风机输出功率的影响乃至对机电暂态过程的影响；分析了故障发生和切除瞬间电压相位跳变引起的锁相环动态

6、调节过程对瞬时输出功率的影响，进而考虑其对机电暂态过程的影响；故障切除后，研究了不同的有功功率恢复速率对风机机电暂态过程的影响。在MATLAB/SIMULINK中搭建了含双馈风机的简单电力系统，对上述分析结果进行了仿真验证。关键词：双馈风机风力机机电暂态过程转子动态过程暂态稳定IAbstractAssynchronousgeneratorsconstitutetraditionalpowersystem,rotordynamicbehaviorsofallthesynchronousgeneratorstogeth

7、erformtheelectromechanicaltransientprocessofthewholepowersystemanddetermineitstransientstability.However,withcontinuouslyincreasingwindpowerpenetration,electromechanicaltransientprocessofwindturbines(WTs)ismoreandmoresignificanttoelectromechanicaltransientproc

8、essandtransientstabilityoffuturepowersystem.Thus,comprehensivestudiesonelectromechanicaltransientprocessofWTarefundamentaltothetransientstabilityanalysisoffuturepowersystemwithhigh