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变速抽蓄交流励磁系统的稳定性分析及参数优化

变速抽蓄交流励磁系统的稳定性分析及参数优化

作     者:谭麒邦 

作者单位:华北电力大学 

学位级别:硕士

导师姓名:任建文;谢欢

授予年度:2021年

学科分类:080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题:变速抽蓄交流励磁系统 稳定性分析 小信号模型 控制参数优化 

摘      要:在世界能源危机愈发严重的背景下,许多国家开始重视可再生能源。但随着风电、光伏等新能源在电网中的占比不断增加,其接入电网带来的的功率波动、并网弃风弃光问题也日益突出。为了平抑风电、光伏引起的电网功率波动,在增加电网输电能力的同时,必须增建一些储能电源。国家电网公司计划在张北柔性直流示范工程中的丰宁新建10台常规抽蓄机组和2台300MW变速抽蓄机组。鉴于京津冀电网的电源结构特点、安全稳定运行的迫切需要、特殊的政治保障地位,变速抽蓄机组作为柔直电网接入交流电网配套电源,其网源协调运行特性从未有过相关研究,因此成为各方关注的重点。本文首先阐述了双馈变速抽水蓄能机组的工作原理,分别针对双馈感应电机、锁相环,变频器建立数学模型。其中重点分析了锁相环的工作原理以及时间常数的归算问题,为之后的线性化及变速抽蓄交流励磁系统的小信号系统建模奠定了理论基础。其次,推导了单机无穷大系统下的变速抽蓄交流励磁系统小信号模型。重点分析了转子侧变流器的控制策略,并对变速抽蓄交流励磁系统的数学模型线性化,并提出转子侧变流器内环控制系统与电机的归一化模型。最后,在simulink仿真平台上搭建了变速抽蓄交流励磁系统的小信号模型,分析了小信号模型的稳定性。重点分析了内外环参数的改变对系统次同步振荡的小干扰稳定性的影响,在此基础上给出参数优化的方向。

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