双馈风力发电系统次同步振荡分析与抑制

《双馈风力发电系统次同步振荡分析与抑制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文双馈风力发电系统次同步振荡分析与抑制SUBSYNCHRONOUSOSCILLATIONANALYSISANDSUPPRESSIONOFDOUBLY-FEDWINDPOWERGENERATIONSYSTEM张雄鑫哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM315学校代码：10213国际图书分类号：621.3.密级：公开工学硕士学位论文双馈风力发电系统次同步振荡分析与抑制硕士研究生：张雄鑫导师：孙力教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:T

2、M315U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSUBSYNCHRONOUSOSCILLATIONANALYSISANDSUPPRESSIONOFDOUBLY-FEDWINDPOWERGENERATIONSYSTEMCandidate：ZhangXiongXinSupervisor：Prof.SunLiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofE

3、lectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着可再生能源发电容量的不断扩大，电网的风电渗透率逐渐提高，关于风电和电网融合问题的研究日益受到重视。在双馈风力发电机(DFIG)向电网传输电能的过程中，远距离输电及串补电容会诱发风电场的DFIG机组发生次同步振荡，限制了风电渗透率的提高并影响系统的稳定运行。在这种背景下研究相应的次同步振荡抑制策略，提高

4、DFIG风电系统对次同步电压的抗干扰能力具有十分重要的理论意义和实用价值。本文首先建立了DFIG的数学模型，并对其运行在不同状态下的功率流动进行了讨论。接着建立了DFIG系统中网侧变流器(GSC)的数学模型，对其控制策略及动静态特性进行了探讨，提出了电压电流双闭环PI控制方案。之后根据DFIG系统中转子侧变流器(RSC)对DFIG系统中定子输出电能的控制关系，设计了转子电流环矢量控制系统，实现了DFIG有功和无功功率解耦控制，并通过Matlab/Simulink仿真验证所提控制方案的合理性。其次，分析了风电系统产生次同步振荡的原因，指出输电线路串补电容导致DF

5、IG系统发生次同步振荡，并根据不同的作用对象将次同步振荡分为次同步谐振(SSO)、次同步扭矩相互作用(SSTI)、次同步控制相互作用(SSCI)三类。着重对SSCI的振荡过程进行了探讨，得出SSCI振荡发散的条件。然后，对发生次同步振荡时传统锁相方式的缺陷进行了讨论并提出基于双二阶广义积分器的软件锁相控制技术，针对次同步谐波电网下的锁相控制进行Matlab/Simulink仿真和实验验证。论文提出通过RSC直接谐振控制抑制发电机定子输出次同步电流的抑制策略，以及通过GSC谐振环抑制直流母线电压和无功功率次同步脉动的抑制方案，并对比分析谐振比例系数和截止频率对电

6、流环动态响应速度以及对次同步电压的抗干扰能力的影响。最后，针对谐振控制器的频率适应性提出基于谐波电流提取的次同步振荡抑制策略，在同步旋转坐标系下通过高通滤波器将次同步谐波电流提取出来，加入到电流环中以抑制定子次同步电流，并对其动态响应速度及抑制效果进行探讨。最终通过Matlab/Simulink仿真和模拟抑制次同步振荡实验验证以上相关次同步振荡抑制策略的有效性。关键词：双馈风力发电；次同步振荡；双PWM变换器；准谐振控制器；-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththecontinuousexpansionofrenewableenergy

7、powergenerationcapacity,thegrid'swindpowerpenetrationratehasgraduallyincreased,andresearchontheintegrationofwindpowerandpowergridshasreceivedincreasingattention.Inthecourseofthetransmissionofelectricenergyfromadoubly-fedwindgenerator(DFIG)tothegrid,long-distancetransmissionandseries

8、compensationcapacit