基于分岔理论的DFIG并网对电力系统电压稳定性分析

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1、国内图书分类号：TM76国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级--0---级姓名重竖拯申请学位级别工学硕士专业电力丕统区墓自动丝指导教师鏖褪洼塾援二。一四年五月ClassifiedIndex：TM76U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHEANALYSISOFVOLTAGESTABILITYOFPOⅥ慢RSYSTEMCONTAⅢINGDFIGBASEDONBIFURCATIONGrade：2011Cand

2、idate：Ⅵ，ANYitaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：PowerSystem&ItsAutomationSupervisor：Prof．KANGJitaoMay．2014西南交通大学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。本人授权西南交通大学可以将本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、缩印或扫描等复印手段保存和

3、汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密d，使用本授权书。(请在以上方框内打‘‘√”)学位论文作者签名：袁．)之和匕指导教师签名：日期：二。，仁、f、，夕日期：、．A力舫{J'j-》'OⅥf￡P．弋f()j’

4、西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．本文利用分岔理论，通过MATLAB编程实现了对含双馈感应发电机(DFIG)的WSCC3机9节点系统的动态电压稳定性分析。本文在DFIG的PQ模型和三阶动态模型下，对含DFIG的风

5、电系统，以动态负荷为参数，进行了分岔分析；在此基础上，提出一种新的处理DFIG转子控制电压值的方法，用DFIG稳态模型时的转子控制电压值作为DFIG转子控制电压值，进行动态电压稳定分岔分析，并与DFIG转子控制电压为定值的仿真结果进行了对比分析。2．提出一种改进的基于高通滤波器(WashoutFilter)技术的静止无功补偿器(SVC)模型，对风电系统发生的霍普夫(Hopf)分岔进行分岔控制，通过仿真分析，该控制器不但提高了系统的电压幅值，同时也消除了出现在鞍结分岔(SNB)前的Hopf分岔点，扩大了系统的稳

6、定裕度，通过对系统在含基于高通滤波器技术控制的SVC时出现Hopf分岔点处的时域仿真，验证了该模型的正确性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，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，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：袁义秽2s日期：ⅪI冷，主、

7、’西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着全球资源的枯竭和环境的恶化，以风电

8、为代表的新能源发电规模在电力市场所占份额逐渐上升。由于风速的随机性特点以及风机本身动态特性不同于同步发电机，当大规模风电并入电网后，风电将会影响电网电压的的稳定。无功的缺失是大规模风电场接入电网引起电压不稳定的主要原因，当风速的增加引起风电机组输出功率增加时，如果没有足够的无功支撑，将会引起系统电压失稳。本文利用分岔理论，分析了两种DFIG模型对电压稳定的影响，并提出一种改进的DFIG模型，在此基础上设计了一种消除Hopf分岔点的控制器，主要内容如下：1)对于典型的WSCC3机9节点系统，在系统接入第一类动态

9、负荷(Waive)时，利用延拓法追踪了DFIG接入系统前后系统的平衡解流形，并基于分岔理论，通过逐点计算系统状态矩阵的特征值搜索分岔点，确定系统的稳定裕度，分析DFIG并网对电网电压稳定裕度的影响。2)不同的DFIG模型对系统的电压稳定裕度影响结果不同。追踪了系统在DFIG的静态和动态模型下的平衡解流形，分析了两种模型对电压的影响；在DFIG动态模型中，提出用DFIG稳态模型时的转子控制电压值作为DFIG转子控制电压值，进行动态电压稳定分岔分析，并与DFIG转子控制电压为定值的仿真结果进行了对比分析。最后结合

10、算例进行时域仿真，验证改进的DFIG模型。3)SVC能提高系统的电压，但同时也会引入新的分岔点，降低电压稳定裕度。分析了不同模型下的SVC对系统电压的影响，提出了一种改进的基于高通滤波器控制的SVC模型，该SVC模型对风电系统发生的Hopf分岔进行分岔控制，通过改变与系统分岔相关的雅可比矩阵特征值，不但提高了电压幅值，还消除了Hopf分岔点，扩大了电压稳定裕度。最后结合算例进行时域仿真，验证本文提出