双馈感应风电机组参与电力系统调频的控制策略研究

题名	双馈感应风电机组参与电力系统调频的控制策略研究
作者	李斯雯
导师	张晓英
答辩日期	2015
学位名称	硕士
关键词	双馈风电机组惯性控制桨距角控制功率曲线切换频率控制
摘要	随着当今世界能源危机的加重,大力开发可再生能源已经成了解决能源问题的有力方法。作为技术发展最为成熟的新能源发电方式,风力发电受到世界各国的广泛关注。随着风力发电规模的不断扩大越来越多的风电机组接入电网,导致传统的同步发电机组逐渐减少,系统的频率控制能力势必会受到影响。因此在分析双馈风电机组并网对电力系统频率影响的基础上,研究双馈风电机组参与电力系统调频的策略,具有重要的理论意义和使用价值。本文首先分析研究了双馈感应风电机组的基本运行原理。并给出了双馈风力发电系统的基本结构。然后,对双馈感应风力发电系统的运行原理进行了简单的分析,并建立了风速模型、空气动力学模型、轴系模型、发电机模型等。根据定子磁链定向矢量控制方法,得出网侧变换器和转子侧变换器的数学模型,分析了风机运行区间及最大功率追踪的原理。其次,介绍了电网频率的静态和动态特点,分析了电网频率波动的原因。针对频率波动,介绍了系统频率调节的方法,研究了频率响应的机理。在此基础上分析可知,随着常规机组不断被双馈感应风电机组取代,整个电力系统的转动惯量将会减小,所需要的备用功率容量将会增加,而电网一次调频的能力也会相应地减弱。之后还介绍了同步机组的惯性响应过程和一次调频过程。为后续研究提出的控制策略提供了理论基础。最后,本文通过仿真研究双馈感应风电机组功率曲线切换惯性控制环,指出它能减小系统频率变化率,但不能减小频率稳态偏差。进一步仿真研究桨距角频率控制环,指出它能减小频率稳态偏差,但不能减小系统频率变化率。结合两种控制的优缺点提出了一种新的混合频率控制策略。该策略通过对功率曲线切换惯性控制和桨距角频率控制的共同作用降低了系统频率的初始变化率及稳态偏差。并在四机两区系统中仿真验证了混合频率控制策略的有效性。
页数	65
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TM614
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91293
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	李斯雯. 双馈感应风电机组参与电力系统调频的控制策略研究[D],2015.