风电系统异步电机动态等值算法研究.pdf

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1、风电系统异步电机动态等值算法研究ResearchonDynamicEquivalentAlgorithmofWindPowerSystemwithInductionGenerators2011年3月合肥工业大学fIIIIIIIIIIIIIIIIfY1887327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。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：形(艰农张黝澜反盈了多垆高z强印q胁7矽磋孑斗岛一一一一。导师：李叱7

2、；、。今脉乙凯豸荔名弘技1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

3、行的研究．r：作及取得的研究成果。据我所知，除了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或撰写过的研究成果，也不包含为获得盒日墨：L些厶堂或其他教育机构的学位或证f5而使用过的材料。与我一同I：作的同。占对本研究所做的任何贡献均已侄论文巾仃I厂明确的说明剪表示谢意。学位论文作者签名：瓤亚榴签字日期：殄“年年月舟日学位论文版权使用授权书本学何论文作者完全了解金8里!：些厶堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有天部l’J或机构送交论文的复印1"1：和磁稀：，允汁论文被布阅利借阅。本人授权金g坠!：些厶

4、堂可以将学何沦文的全部或部分内窬编入有关数据库进行检索，lIJ。以采川影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学化论文。(保密的学位论文在解密屙适刚本授权忙)学位论文作者签名：访I己亦孝签字日期：诊f『年年月fP曰学何论文作者毕业斤去向：．【：作单位：通讯地址：翮虢鸯，唬签字日期：扫Jf年争月／罗日电话：邮编：风电系统异步电机动态等值算法研究摘要风力发电作为一种新能源，近年来得到了较快发展。随着风电场安装容量和发电量的增加，风力发电在电力系统中起着越来越重要的作用。在暂态稳定分析中，如果对每台风力电机组都使用详细模型，则计算成本很

5、大。因此有必要对风电场进行动态等值。本文等值对象为含普通异步发电机和双馈感应发电机的风电系统，包括风速、风力机的能量转换系统、传动系统、异步发电机、PWM变流器以及其控制系统，以及相邻风场的输电网络。首先针对普通异步风力发电系统，运用容量加权求和的等值算法对同一风电场异步发电机进行动态等值，运用电力系统网络化简的方法对邻近的风电场母线进行化简，然后进行动态聚合，研究了风电场和同步电机参数的暂态特性，验证了等值算法对风电场等值的适用性。然后针对双馈感应风电机组，对风力机、传动系统、感应电机、变流器及控制系统分别进行等值。考虑风速

6、在额定值以下或以上时，风力机分别采取速度控制和功率控制策略，分两种情况等值风速和风能利用系数。对风电系统进行暂态稳定分析，结果表明等值误差小，计算效率高，对风电系统暂态仿真具有良好的应用效果。最后研究了风电系统的机电模式，将振荡模式对状态变量的参与因子按同步机组和风电机组分类，区分同步电机、普通异步电机、双馈感应电机对应的机电模式，并采用Prony算法提取振荡特征参数，为风电系统动态等值提供了研究基础。关键词·i风电系统；动态等值；异步电机；双馈感应电机；机电模式ResearchonDynamicEquivalentAlgor

7、ithmofWindPowerSystemwithInductionGeneratorsABSTRACTAsanewenergy，windpowergenerationexperiencedfastdevelopmentinrecentyears．Withincreasinginstalledcapacityandenergyproduction，windpowerplaysmoreimportantroleinpowersystems．Intransientstabilityanalysis，detailedmodeling

8、toeachwindgenerationsystemwillintroducenotablecalculationeffort，whichnecessitatesdynamicequivalencetowindfarms．Inthisdissertation，thedynamicequivalenceisperformmedtothewindpowersystemswithinductiongenerators(IGs)anddoubly—fedinductiongenerators(DFIGs)，whichinvolvewi

9、ndspeed，windturbines，drivetrains，IGs，convertersandtheircontrolsystems，andtransmissionnetworksconnectingthewindfarms．Firstly,forthewindpowe