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双馈异步发电机风电场等值建模研究

作　者: 王杰
导　师: 栗然
学　校: 华北电力大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 变速恒频双馈风电机组尾流效应等值机并网运行
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文分析了以双馈风电机为例的变速恒频风力发电机组的基本结构和工作原理,在此基础上建立了变速恒频双馈风力发电机的数学模型和其他各个部分的模型,由此建立了双馈风电机组风电场并网运行的动态数学模型。采用基于风电场输出特性的等值方法将双馈风电机组风电场等值为一台风机。详细介绍了尾流效应对风电场不同位置的风机风速的影响,从理论上详细分析了采用基于风电场输出特性的等值方法在不考虑尾流效应的情况下造成的对等值精度的影响。将基于风电场输出特性的等值方法与尾流效应模型结合,得到的等值结果与未考虑尾流效应得到的等值结果对比验证,证明该等值方法考虑尾流影响后得到的等值结果精度有所提高,而且仿真时间并没有增加。采用基于风电场输出特性的等值方法与尾流效应模型结合的等值模型,将双馈风电机组的风电场等值为一台等值机,对该风电场并网后在风速扰动下和风场侧故障下的运行特性做仿真分析,仿真结果表明双馈风力发电机组风电系统不仅可以保证风能的最大利用效率,还能使风机的有功和无功调节能力得到充分发挥,从而提高了双馈风电场接入电网的稳定性,保证整个系统的稳定运行,该仿真结果也证明了所用等值方法的合理性和有效性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-19
  1.1 选题背景  9-11
    1.1.1 能源问题与风电发展  9-10
    1.1.2 风力发电的优缺点  10-11
  1.2 论文选题意义  11-18
    1.2.1 国内风电场等值方法  12-15
    1.2.2 国外风电场等值方法  15-18
  1.3 本课题的主要工作  18
  1.4 本章小结  18-19
第2章双馈风电机组的结构与原理  19-24
  2.1 双馈风电机组的结构  19-20
  2.2 风电机组变速的目的  20-21
  2.3 双馈风电机组的原理  21-23
    2.3.1 双馈风电机组的工作原理  21-22
    2.3.2 双馈风电机组能量流动与平衡关系  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章双馈风电机组的模型  24-35
  3.1 风速数学模型  24-25
  3.2 风力机数学模型  25-26
  3.3 机械传动部分数学模型  26
  3.4 双馈发电机数学模型  26-29
  3.5 变频器模型  29-31
  3.6 控制部分模型  31-33
  3.7 本章小结  33-35
第4章大型风电场等值模型的研究  35-46
  4.1 尾流效应模型  35-37
  4.2 考虑尾流效应的风电场风速分布  37-38
  4.3 基于风电场输出特性的等值方法  38-44
    4.3.1 风电场的运行特点  38-41
    4.3.2 考虑尾流效应前后的风电场等值风速  41-42
    4.3.3 考虑尾流效应前后的两种等值结果  42
    4.3.4 仿真验证  42-44
  4.4 本章小结  44-46
第5章双馈风电机组并网稳定性研究  46-54
  5.1 双馈风电机组单机运行特性  46-48
  5.2 双馈风电机组并网运行特性  48-53
    5.2.1 风速扰动下系统的动态仿真  49-52
    5.2.2 风场侧故障下的动态仿真  52-53
  5.3 本章小结  53-54
第6章结论与展望  54-55
参考文献  55-58
攻读硕士学位期间发表的论文  58-59
致谢  59-60
论文摘要  60-69

双馈异步发电机风电场等值建模研究

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