含双馈异步电机风电系统的潮流计算.pdf

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1、含双馈异步电机风电系统的潮流计算LoadFlowAnalysisinWindPowerSystemswithDoubly—FedInductionGenerators2011年3月合。肥工业大学㈣⋯必『『fJ

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5、3Jdil!乏§。本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。揣形(琚农锨黝俑覆盈了多垆面z强硼胁一例学徐．才斗岛一，一一。舻阪．导师：李吨灰龠脉力凯呀／I、71竞夏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卜进行的研究上作及取得的研究成暴。据我所知，除了

6、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戈撰写过的研究成果，也不包含为获得金月墨：=I：些厶：堂或其他教育机构的学位或难二卜}而使用过的材料。与我一同l‘：作的同，占对本研究所做的任何贡献均已往论文中ff了啁确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：吃物弼蜃栋签字日期：州1年够月l了日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金月巴：l：：些盔堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有芙部I'J或机构送交论文的复印什汞l磁辑：，允许论文被杏阅和借阅。本人授权金g旦!：些厶堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有芙数据库进行检索，可

7、以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)‘学位论文作者毕业后去向：．L-作单{_}7：：通讯地址：导师签名：签字日期：扫7f年争月，罗日电爵：邮编：皖林日箍R√柏帅名年签¨者沙请加文期沦日位字学签含双馈异步电机风电系统的潮流计算摘要双馈异步电机目前在风力发电中得到广泛应用。其稳态运行参数计算，是优化经济调度和安全稳定分析的基础。本文研究了含双馈异步电机的风电系统潮流算法，主要内容如下：首先，建立了普通异步电机的扩展潮流算法。现有基于简化结构的异步电机联立潮流算法，不能区分定子和转子回路，不能用于定子暂态

8、初值。在定子和转子之间引入虚拟节点，不修改导纳矩阵，直接引入两个功率约束建立扩展潮流模型，推导雅可比矩阵元素。与现有PQ模型和RX模型结果比较表明，所提算法潮流计算结果精确以及节省计算时间。其次，改进了双馈异步电机潮流算法。在异步电机扩展潮流基础上，计及风力机转速变化对捕捉机械功率影响，将变流器控制目标作为约束条件。根据变量约束方程建立潮流计算模型，详细推导雅可比矩阵元素。计算结果表明双馈风电机组潮流算法的有效性。最后，建立了双馈异步电机稳态运行范围的优化算法。计及电机出口功率与电压的关系，将变流器容量限制等作为约束条件。采用优化方法求解，得到端电压和

9、变流器容量变化时的双馈电机的稳态有功．无功运行范围。结果证明端电压越高，稳态运行范围就越大，网侧变流器提供出力，稳态运行范围就越宽，采用优化方法确定的输出无功功率值，可减少双馈电机内部损耗，提高运行效率。关键词：潮流计算异步发电机双馈异步风机稳态运行范围风电系统LoadFlowAnalysisinWindPowerSystemswithDoubly··FedInductionGeneratorsABSTRACTDoubly．fedinductiongenerators(DFIGs)arewidelyappliedforwindenergyconvers

10、ion．Theiroperationparametersinsteadystatesformthebasisofoptimaleconomicdispatchandsecurity／stabilityanalysis．Inthisdissertation，theloadflowmodelofthedoubly．fedinductiongeneratorsisstudied，andoutlinedasfollowing：Atfirst．anextendedloadflowmodelfortheinductiongeneratorsisproposed·I

11、nexistingresearch，thestatorandrotorcircuitsarenotdistinguished，andtheinitialvalueofthestatortransientisnotquantified．Theimaginarybusbetweenthestatorandtherotorisintroducedinloadflowmodel．Withoutmodilyingtheadmittancematrix。twopowerconstraintsareprovidedtoaugmenttheJacobianmatrix

12、．ComparedwiththePQandRXmodels，theproposedmodelh