多机型风电场机网扭振作用特性的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文多机型风电场机网扭振作用特性的研究硕士研究生：娄宇成学号：1120319104导师：解大申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电子信息与电气工程学院答辩日期：2015年1月20日授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterTORSIONALVIBRATIONCHARACTERISTICSSTUDYOFMUTI-TYPEWINDFARMSCandidate：LouYuchengStudentID:1120319104Supervisor

2、：XieDaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringSchoolofElectronicInformationAffiliation：andElectricalEngineeringDateofDefence：Jan.20th,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文多机型风电场机网扭振作用特性的研究摘要风能作为一种绿色可再生能源，资源丰富，在国内外风力发电领域取得了

3、长足的发展。由于风能具有明显的随机性、波动性、间歇性等特点，随着风电机组并网容量的增加，风电场与电网的相互作用不容忽视，电力系统功率振荡和风电机组轴系扭振的几率也大大增加。其中，风电机网扭振会造成风机寿命损耗、甚至轴系直接损坏，是制约电力系统稳定安全运行的重要因素，深入研究风电场扭振特性具有重要的现实意义。本文针对该问题展开了研究，进行了如下工作：首先，阐述了世界和我国的风电发展现状，介绍了目前风力发电技术。其次，介绍了用于系统扭振问题研究的基于小干扰稳定的模态分析法，并建立了风电机组各模块的数学模型，形成了失速型风机、双馈型风机及永磁直驱型风机的小扰动模型，通过相关因子分析确定

4、风机轴系扭振模态，并研究了电气参数对永磁直驱型风机轴系扭振的影响。最后以24台风电机组组成的典型风电场为例，研究含多种机型的风电场风电机组间轴系扭振的传递特性。关键词：失速型风机，双馈型风机，永磁直驱型风机，小干扰稳定，多机型风电场，模态分析，扭振传递上海交通大学硕士学位论文TORSIONALVIBRATIONCHARACTERISTICSSTUDYOFMULTI-TYPEWINDFARMSABSTRACTAsanenvironmentallyfriendlyresource,windenergyhasbeendevelopedquicklyinrecentyears,which

5、hasledtotheexplosivegrowthofwindturbinesconnectedtogrid.However,withobviousdisadvantagesofRandomness,volatility,intermittent,thelargeamountofwindturbinesintegratedtogridwillbringagreatimpactoflow-frequencyoscillationonpowersystemandwindturbineshafttorsionalvibration.Aboveall,thetorsionalvibra

6、tioncancauseareductioninthefatiguelifeofthewindturbine,eventheshaftfault,whichcontributescriticallytothestabilityandsafeoperationofpowersystem.Thereforeitisofgreatlypracticalsignificancetostudythewindturbinetorsionalvibrationcharacteristicsindeep.Accordingtothebelowproblems,thetasksofthispape

7、rarearrangedasfollows.Firstofall,thepresentwindpowerdevelopmentsAthomeandabroadareintroduced,aswellasthewindpowergenerationtechnology.Secondly,thispaperprovidesthesmall-signalunionmodelofthegrid-connectedfixed-speedinductiongenerator(FSIG),do