高比例双馈风电并网电力系统机电振荡阻尼控制策略研究

来源 :东北电力大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yyn_8305112002
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随着风力发电在电网所占比例不断地提高,一些同步发电机正在被逐步取代,系统阻尼降低,电力电子设备增加,电力系统的结构变得更为复杂。而且在电网薄弱处并入大规模风电也为电力系统中的机电振荡现象带来了许多的不利因素。在此背景下,研究如何利用风电机组参与抑制系统的机电振荡是一个重要的课题。本文主要研究了基于双馈感应发电机(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)的风电大规模接入对电力系统机电振荡的影响以及在风机内部附加控制后对机电振荡的抑制。本文的主要研究内容如下:首先,研究了双馈风力发电系统的工作原理和组成,建立了双馈风电机组的动态模型,在此所建立的动态模型为后文分析风机控制环节对电网的机电振荡的响应,以及通过附加控制使风机参与抑制机电振荡打下基础。其次,定性地分析了风电机组并入两机系统前后对系统阻尼特性的影响,为后文利用调节风电机组出力实现参与抑制机电振荡提供了理论依据。研究了双馈风机转子侧的不同控制环节对电力系统机电振荡的响应,通过时域分析和频域分析,得出转子侧的有功/无功功率控制环节对振荡的响应明显。并在有功/无功功率控制环节处附加阻尼控制器,判断附加控制后可以为系统提供的阻尼能力以及对自身轴系稳定性的影响。最后,针对含双馈风电互联电力系统的参数具有非线性和不确定性,提出引入模糊控制理论设计了 DFIG附加模糊阻尼控制器,所设计控制器的具有较强的鲁棒性。同时为了减少附加控制对风机轴系稳定性的影响,将阻尼控制器设计成有功-无功双通道混合使用。通过构建目标函数,合理分配两个通道的阻尼控制能力,该方法兼顾了系统阻尼和风机的轴系扭振。最后在MATLAB/Simulink平台搭建了含大规模双馈风电的互联电网仿真模型,在IEEE四机两区系统和新英格兰10机39节点系统中验证了该控制器的有效性。
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