双馈风机机电小干扰模型研究

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1、分类号学号M201271225学校代码10487密级硕士学位论文双馈风机机电小干扰模型研究学位申请人：邓方钊学科专业：电气工程指导教师：袁小明教授答辩日期：2015年5月19日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringSmallSignalModellingofDoubly-FedInductionGeneratorWindTurbinesattheElectromechanicalTimeScaleCandidate:FangzhaoDengMaj

2、or:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.XiaomingYuanHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay19,2015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

3、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。本论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。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：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要大规模风电并网将会对电力系统的小干扰稳定性产生重要影响，而风电的弱电网接入、远距离输送等新特色又会给风机的机电动态和系统的阻尼稳定性带来新的问题。建立合适的双馈风机机电时

4、间尺度（0.1~2.5Hz）的小干扰模型是分析新形势下双馈型并网风机对电力系统小干扰稳定性影响的前提。本文建立了一个降阶的双馈风机机电小干扰模型，提出了内电势的概念，对模型进行了仿真验证和相关应用，并得到了一些初步结论。本文首先介绍了双馈风机的基本工作原理，然后针对风电并网小干扰稳定分析的研究目的，讨论了对不同时间尺度内动态的处理原则，建立了双馈风机的机电小干扰模型。该模型忽略了定/转子磁链暂态、电流内环控制和直流电压控制等较快的动态，而着重强调了锁相环在模型建立、励磁控制和风机同步上的作用。定义了双馈风机内电势的概念，据此进一步认识了双馈风机励磁控制和同步控制的原理。模态分析和时域仿

5、真的结果很好地验证了该模型的有效性。运用所建立的模型对双馈风机单机无穷大系统小干扰稳定性和四机两区域系统低频振荡进行了研究。分析了工作点、锁相环、电网强度和传动链参数对风机单机小干扰动态的影响，揭示了风机各模式在不同工作区内的不同变化规律，分析了锁相环对风机功率输出的影响，指出在弱电网下这种影响更加显著，此时风机输出与无功/电压控制、锁相环等之间存在一定的耦合。分析了不同工作点和锁相环参数对四机两区域系统区域间和区域内阻尼的影响，并用内电势进行了合理的解释。关键词：双馈风机，降阶模型，机电时间尺度，小干扰稳定，锁相环，内电势I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTLarge-scal

6、ewindpowerintegrationwillimposegreatimpactsonthepowersystemsmallsignalstability(SSS),andtheweakgridconnectiontogetherwiththelongdistancetransmissionofthewindpowerwillfurtherintroducenewthreatstowindturbine(WT)electromechanicaldynamicsandpowersystemdamping.Smallsignalmodellingofthedoubly-fedinduc

7、tiongenerator(DFIG)WTattheelectromechanicaltimescale(0.1~2.5Hz)isthebasisfortheSSSanalysisofpowersystemswithdoubly-fedwindpowergenerations.ThispaperproposesanovelreducedordermodeloftheDFIG-basedWTforSSSanalysis,andtheinterna