双馈风电机组次同步振荡研究

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1、分类号TK83密级UDC编号上海电机学院硕士学位论文双馈风电机组次同步振荡研究THESTUDYONSUBSYNCHRONOUSOSCILLATIONSOFDOUBLYFEDWINDTURBINE硕士研究生丁国栋学号126001010102校内导师刘三明教授企业导师禹华军高工工程领域电气工程申请学位工程硕士所在单位电气学院答辩日期2015年1月19日授予学位单位上海电机学院上海电机学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《双馈风电机组次同步振荡研究》，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作

2、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作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2015年1月19日双馈风电机组次同步振荡研究摘要本文针对风电机组中次同步振荡导致机组轴系扭曲损坏进而影响电力系统安全运行的问题，提出基于相关因子和特征值相结合的方法来研究次同步振荡及其对轴系的影响，给出了一种新的抑制措施。具体研究内容和成果如下：（1）基于双馈风电机组轴系

3、特点建立了柔性轴系模型。传统的风电机组刚性轴模型是按照火电机组建模思想建立的，并不能准确的反映风电机组轴系特点，亦不利于准确分析轴系次同步振荡。为此本文将三质量块风电机组柔性轴系模型，应用于双馈风电机组次同步振荡分析，通过仿真比较两种模型，验证了柔性模型的正确性和优越性。（2）搭建用于风电机组次同步振荡分析的完整风电机组模型。建立双馈风力发电机、变频器和无穷大电网模型，通过每个模型的输入输出关系最终搭建起完整的风电机组模型，为分析次同步振荡打下基础。（3）利用特征值分析法求该系统的特征值、扭振频率以

4、及阻尼比，引入相关因子的概念，将相关因子应用到该风电机组次同步振荡的研究中，通过计算相关因子的大小来判断引发某一频率下轴系振荡的相关因素，进而指出转子侧变频器功率控制参数、叶轮转速等参数是引发次同步振荡的主要因素。（4）通过对双馈风电机组次同步振荡的分析研究，采用附加功率控制的次同步振荡阻尼控制器来抑制次同步振荡的发生，并通过仿真实验，验证了该抑制措施的正确性。关键词：次同步振荡、双馈风电机组、柔性轴系模型、特征值分析法、相关因子ITHESTUDYONSUBSYCHRONOUSOSCILLATION

5、SOFDOUBLYFEDWINDTURBINEABSTRACTThesub-synchronousoscillations(SSO)ofdoubly-fedwindturbineisstudiedinthispaperbythemethodscombinedofrelatedfactsandeigenvalueanalysisinordertoavoidshaftdamagescausedbySSO,andtrytomakesurethatthewindturbinesystemcanworksmo

6、othly.Thecontentsandresultsareasfollowing(1)Theflexibleshaftmodeldoubly-fedwindturbineisestablishedbasedonshaftfeatures.Thetraditionalwindturbineshaftrigidmodelisestablishedinaccordancewiththeideacreatingthermalpowerunitsshaftmodelwhichcannotreflectrea

7、lcharacterofwindturbineshaft,andcannotbeusedtostudySSO.TheflexiblemodelissuperioritytotherigidonebycomparingtwosimulationmodelsinMATLAB.(2)AnintegralwindturbinemodelusedtostudySSOisestablished,whichincludegeneratormodel,invertermodel,gridmodelandshaftm

8、odel.Thecompletewindturbinemodeliseventuallybuiltupthroughtheinput-outputrelationshipofeachmodel.Atlastthemodelisinitializedatthesteady-stateoperatingpoint.(3)Eigenvalues,dampingratiosandfrequenciesareresolvedbyeigenvalueanalysismethod,