广义相位补偿法在双馈风机并网电力系统的稳定器设计中的应用

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1、分类号：：单位代码密级：学号：硕士学位论文中文论文题目：广义相位补偿法在双馈风机并网电力系统的稳定器设计中的应用英文论文题目：申请人姓名：刘佳宇指导教师：甘德强专业学位类别：科学硕士专业学位领域：电力系统自动化所在学院：电气工程学院论文提交日期年月日广义相位补偿法在双馈风机并网电力系统的稳定器设计中的应用论文作者签名指导教师签名：论文评阅人评阅人评阅人评阅人评阅人答辩委员会主席：委员委员委员王交委员委员答辩日期：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰

2、写过的研宄成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名签字日期：年》月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学位论文作者签名：导师签名：甘签字日期：年月日签字日期：年月日浙江大学硕士学位论文摘要摘要大规模风电并网将改变系统的运行参数，系统的稳定指

3、标也会因此而发生变化，从而影响到系统的小干扰稳定性。大型风电场并网对原有的系统运行方式构成了挑战，因此需要考虑新的稳定解决方案。为此，本文提出在风电并网系统中应用广义相位补偿法进行电力系统稳定器的参数设计。本文首先结合国内外的研究现状，对风电技术的发展、风电模型的选择、风电并网系统的小干扰稳定及改善措施作了简要介绍，阐明了本课题的研究背景和意义。根据典型的双馈风机拓扑结构，提出了适用于本课题的简化双馈风机模型；并结合简化的同步机组模型，建立了全系统的线性化模型。然后以单机无穷大系统为例，阐述了低频振荡产生的机理及励磁系统对低频振荡的影响，并利用阻尼转矩法详细说明了的工作原理；回顾了

4、多机系统中基于阻尼转矩分析的设计方法，指出其存在物理意义不明确、数学推导不严格的问题。接下来提出了适用于双馈风机并网系统的广义相位补偿法。该方法的基础是包含风机变量的特征值实部表迗式，利用该表达式可以直接计算出同步机、风机或者等装置对系统特征值的贡献。然后详细阐述了设计中基于特征值实部表达式的相位补偿方法和采用基理论的增益整定方法。在双馈风机并网系统中应用广义相位补偿法，可实现同步机补偿角度的分别计算，并且能定量地根据对特征值的贡献程度确定其安装位置的增益计算也简化为可由基法求解的多项式优化问题。最后在两个有风电并网的算例系统中，采用广义相位补偿法进行了的参数设计。两个不稳定系统在

5、配置后，所关心模式的阻尼都得到了改善，实现了特征值的优化配置，系统稳定性大大提高。算例结果表明，在双馈风机并网系统中利用广义相位补偿法设计是可行、有效的。关键词：双馈风力发电机；小干扰稳定；低频振荡；相位补偿法；电力系统稳定器浙江大学硕士学位论文浙江大学硕士学位论文，浙江大学硕士学位论文目录目录录绪论研究背景及意义国内外研究现状风力发电技术的发展风电机组模型的研究风电并网的小干扰稳定研究改善风电并网系统小干扰稳定措施本文的工作双馈风机并网系统模型小干扰稳定分析基础李雅普诺夫线性化特征值与特征向量双馈风机动态模型风力机机械摸型双馈感应发电机模型变频器及其控制模型同步机组动态模型完整系

6、统的线性化模型小结基于阻尼转矩分析的相位补偿法低频振荡的机理的原理与结构浙江大学硕士学位论文目录多机系统的相位补偿法阻尼转矩的、通道模式阻尼的“《通道”基于相位补偿法的参数整定小结双馈风机并网系统的广义相位补偿系统的闭环特征方程特征值实部表迖式相位补偿增益计算賴算例分析机节点系统风电并网的影响参数设计新英格兰节点系统小结结论与展望本课题的工作总结进一步工作的展望参考文献舰浙江大学硕士学位论文绪论绪论研究背景及意义能源是人类生产发展和社会发展的重要动力。进入世纪后，随着全球经济的复苏和发展，能源供需矛盾日益突出，传统石化能源的供应越来越紧张。鉴于石化能源在各国能源消耗和国民经济中有着

7、重要地位，在经历了年代的石油危机后，全球各国开始纷纷寻找替代能源以保障国家能源安全⑴。发展中国家，特别是中国和印度，在经济快速发展的同时，也因过度消耗石化能源造成了严重的环境污染。全球气候变暖的罪魁祸首也被证实为石化能源燃烧排放的二氧化碳等温室气体。为缓解能源危机、空气污染以气候变暖等问题，实现可持续发展，各国政府巳经制定了多种节能减排措施。其中，开发新型清洁可再生能源是解决上述问题的根本出路。近年来，太阳能、风能、潮沙能等新能源的技术研究和商业应用都达到了一个新高度