大型风电机组与电网间的相互作用研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-32页 |
| 1.1 引言 | 第12-15页 |
| 1.1.1 风电并网的主要问题 | 第13-14页 |
| 1.1.2 我国针对风电并网问题采取的解决方法 | 第14-15页 |
| 1.2 大型风电机组对电网的影响 | 第15-24页 |
| 1.2.1 风电场无功及电压问题 | 第15-16页 |
| 1.2.2 风电机组低电压穿越及高电压穿越问题 | 第16页 |
| 1.2.3 风电场有功调度及频率稳定性 | 第16-19页 |
| 1.2.4 风电场电能质量问题 | 第19-22页 |
| 1.2.5 风电机组谐波分类和谐波模型 | 第22-24页 |
| 1.3 电网对风电机组的影响及作用 | 第24-30页 |
| 1.3.1 电网电压不平衡对风电机组的影响 | 第24-26页 |
| 1.3.2 电网电压过高对风电机组的影响 | 第26-28页 |
| 1.3.3 电网电压谐波及次同步谐振对机组的影响 | 第28-29页 |
| 1.3.4 风电机组和风电场的基本调控手段 | 第29-30页 |
| 1.4 本文主要研究内容与章节安排 | 第30-32页 |
| 第2章 风电机组建模 | 第32-57页 |
| 2.1 引言 | 第32页 |
| 2.2 并网型风电机组原理、结构及类型 | 第32-37页 |
| 2.2.1 风力发电的基础理论及风机基本模型 | 第33-34页 |
| 2.2.2 大型风力发电机组的基本结构 | 第34页 |
| 2.2.3 大型风力发电机组的种类 | 第34-37页 |
| 2.3 主流风机机械传动系统模型-轴系模型 | 第37-39页 |
| 2.3.1 有齿箱型风机的三质量块状态方程 | 第37-38页 |
| 2.3.2 直驱和半直驱型风机的两质量块简化模型 | 第38-39页 |
| 2.4 主流风机电气系统建模 | 第39-49页 |
| 2.4.1 定桨失速型风电机组电气模型 | 第39-45页 |
| 2.4.2 变桨矩双馈型发电机模型 | 第45-47页 |
| 2.4.3 永磁直驱型风力发电机模型 | 第47-49页 |
| 2.5 变速恒频风机转矩和功率控制模型 | 第49-52页 |
| 2.5.1 转矩和功率控制的原理 | 第49-50页 |
| 2.5.2 仿具模型转矩-功率数值的给定 | 第50-52页 |
| 2.6 变速恒频风机变流器控制模型 | 第52-55页 |
| 2.6.1 变流器转子侧控制 | 第53-54页 |
| 2.6.2 变流器电网侧控制模型 | 第54-55页 |
| 2.7 本章小结 | 第55-57页 |
| 第3章 风电机组与电网的暂态过程分析 | 第57-80页 |
| 3.1 引言 | 第57-58页 |
| 3.2 风电机组并网及发电机切换过程 | 第58-60页 |
| 3.3 补偿电容运行与投切过程 | 第60-69页 |
| 3.3.1 补偿电容切入的暂态过程分析 | 第61-64页 |
| 3.3.2 补偿电容切入的暂态过程仿真 | 第64-66页 |
| 3.3.3 风机软启动对补偿电容投切的影响 | 第66-69页 |
| 3.4 双馈机组与电网的次同步谐振分析 | 第69-74页 |
| 3.4.1 电网次同步谐振的发生机理 | 第69-71页 |
| 3.4.2 电网的次同步谐振与双馈风机的轴系扭振 | 第71-74页 |
| 3.5 电网谐振与风机的扭振 | 第74-79页 |
| 3.5.1 风机机械扭振的发生机理 | 第74-76页 |
| 3.5.2 定速风机组的扭振仿真模型 | 第76-77页 |
| 3.5.3 风电场定速风机组的扭振仿真结果 | 第77-79页 |
| 3.6 本章小结 | 第79-80页 |
| 第4章 风电机组谐波和闪变对系统的影响分析 | 第80-131页 |
| 4.1 引言 | 第80页 |
| 4.2 风电电能质量检测 | 第80-82页 |
| 4.2.1 风场电能质量的检测方法 | 第80-82页 |
| 4.2.2 机组数据要求和接线形式 | 第82页 |
| 4.3 整数次谐波和高次谐波测量分析 | 第82-93页 |
| 4.3.1 整数次谐波分析和计算 | 第82-86页 |
| 4.3.2 风电变流器谐波理论分析 | 第86-87页 |
| 4.3.3 风电机组整数次谐波幅值分析评估 | 第87-91页 |
| 4.3.4 高次谐波分析 | 第91-93页 |
| 4.4 间谐波分析 | 第93-100页 |
| 4.4.1 间谐波产生原理 | 第93-94页 |
| 4.4.2 IEC框架下的间谐波测量 | 第94-95页 |
| 4.4.3 可变的时间窗口测量方法 | 第95-97页 |
| 4.4.4 可变的时间窗口测量方法应用实例 | 第97-98页 |
| 4.4.5 不依赖转子速度的改进型S变换测量方法 | 第98-100页 |
| 4.5 变速恒频风电机组特征谐波模型 | 第100-114页 |
| 4.5.1 机组特征谐波分析与建模 | 第100-107页 |
| 4.5.2 模型计算验证 | 第107-112页 |
| 4.5.3 谐波模型的参数及辨识 | 第112-114页 |
| 4.6 谐波相位分析 | 第114-122页 |
| 4.6.1 谐波相位分析的意义 | 第114-115页 |
| 4.6.2 谐波相位的计算方法 | 第115-118页 |
| 4.6.3 谐波相位分析评估方法 | 第118-122页 |
| 4.7 闪变分析 | 第122-127页 |
| 4.7.1 基于IEC标准的闪变分析方法 | 第122-123页 |
| 4.7.2 风电机组特征闪变的分类与计算 | 第123-125页 |
| 4.7.3 闪变与低频间谐波的区别和联系 | 第125-127页 |
| 4.8 风电场电网谐波闪变分析 | 第127-129页 |
| 4.8.1 风电场电力系统谐波传输模型 | 第127-128页 |
| 4.8.2 风电场谐波和闪变的叠加计算 | 第128-129页 |
| 4.9 本章小结 | 第129-131页 |
| 第5章 电网电压异常对风电机组的影响 | 第131-160页 |
| 5.1 引言 | 第131-133页 |
| 5.2 电网电压不平衡对风电机组的影响 | 第133-146页 |
| 5.2.1 电压不平衡对风电机组电流平衡的影响 | 第133-135页 |
| 5.2.2 电网电压不平衡时机组电流谐波分布 | 第135-137页 |
| 5.2.3 电网电压不平衡时变流器谐波分析 | 第137-146页 |
| 5.3 电网电压不平衡的补偿方法 | 第146-148页 |
| 5.3.1 算法改进的控制目标 | 第146页 |
| 5.3.2 正负序电压的检测与目标电流计算 | 第146-148页 |
| 5.4 系统电压偏高对机组的影响(HVRT) | 第148-158页 |
| 5.4.1 HVRT问题及产生原因及测试方法 | 第149-152页 |
| 5.4.2 HVRT问题对风电机组的影响 | 第152-156页 |
| 5.4.3 HVRT的风机控制方法 | 第156-158页 |
| 5.5 本章小结 | 第158-160页 |
| 第6章 结束语 | 第160-162页 |
| 6.1 本文主要工作总结 | 第160页 |
| 6.2 进一步的研究展望 | 第160-162页 |
| 参考文献 | 第162-173页 |
| 致谢 | 第173-174页 |
| 作者在攻读博士学位期间完成的论文和承担的项目 | 第174-175页 |
